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Forum "Lineare Algebra Sonstiges" - Hauptachsentransformation
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Hauptachsentransformation: quadratische Ergänzung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:23 Di 16.09.2008
Autor: algieba

Hallo

Ich wollte mal die Hauptachsentransformation nachvollziehen, die in Wikipedia am Rand als Bilderserie gezeigt wird (http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptachsentransformation) (ziemlich weit oben, der Kegelschnitt am rechten Rand) Die Gleichung lautet: [mm]x^2-4xy+y^2+10x+y+12=0[/mm]

Ich habe hier nun die Drehung durchgeführt (nach der Anleitung in Wikipedia) und komme nun auf [mm] Q = \pmat{ \bruch{1}{\wurzel{2}} & -\bruch{1}{\wurzel{2}} \\ \bruch{1}{\wurzel{2}} & \bruch{1}{\wurzel{2}} } [/mm] und [mm] D = \pmat{ -1 & 0 \\ 0 & 3 }[/mm] was ja ein Zeichen dafür ist, dass es stimmt, da D ja Diagonalgestalt haben soll, und auf der Diagonalen die Eigenwerte von A stehen sollen, was bei mir zutrifft.

Jetzt weiß ich aber nicht weiter. Wikipedia sagt nun, man soll quadratische Ergänzung machen, um dann auf die Gleichung [mm] -\bruch{3}{25} x^2 + \bruch{1}{25} y^2 -1 = 0 [/mm] zu kommen. (zwei Bilder unter der ursprünglichen Funktion)
Wie macht man denn das?
Vielen Dank im Voraus


        
Bezug
Hauptachsentransformation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:52 Di 16.09.2008
Autor: MathePower

Hallo algieba,

> Hallo
>  
> Ich wollte mal die Hauptachsentransformation
> nachvollziehen, die in Wikipedia am Rand als Bilderserie
> gezeigt wird
> (http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptachsentransformation)
> (ziemlich weit oben, der Kegelschnitt am rechten Rand) Die
> Gleichung lautet: [mm]x^2-4xy+y^2+10x+y+12=0[/mm]
>  
> Ich habe hier nun die Drehung durchgeführt (nach der
> Anleitung in Wikipedia) und komme nun auf [mm]Q = \pmat{ \bruch{1}{\wurzel{2}} & -\bruch{1}{\wurzel{2}} \\ \bruch{1}{\wurzel{2}} & \bruch{1}{\wurzel{2}} }[/mm]
> und [mm]D = \pmat{ -1 & 0 \\ 0 & 3 }[/mm] was ja ein Zeichen dafür
> ist, dass es stimmt, da D ja Diagonalgestalt haben soll,
> und auf der Diagonalen die Eigenwerte von A stehen sollen,
> was bei mir zutrifft.
>  
> Jetzt weiß ich aber nicht weiter. Wikipedia sagt nun, man
> soll quadratische Ergänzung machen, um dann auf die
> Gleichung [mm]-\bruch{3}{25} x^2 + \bruch{1}{25} y^2 -1 = 0[/mm] zu
> kommen. (zwei Bilder unter der ursprünglichen Funktion)
>  Wie macht man denn das?

Siehe quadratische Ergänzung - Mathebank bzw.
[]quadratische Ergänzung - Wikipedia.


>  Vielen Dank im Voraus
>  


Gruß
MathePower

Bezug
                
Bezug
Hauptachsentransformation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:57 Mi 17.09.2008
Autor: algieba

Danke für die Antwort.
Mir ist das Prinzip der quadratischen Ergänzung schon klar, nur ich weiß nicht, wie ich es auf diese Aufgabe anwenden kann. Ich habe ja die Gleichung

[mm] x^TQDQ^Tx+b^TQQ^Tx+\mu=y^TDy+c^Ty+\mu=0 ~~~~(QQ^T=1)[/mm]

Mein Problem ist nun, dass ich [mm]c^T[/mm] und [mm]\mu[/mm] nicht rausbekomme. Bei Wikipedia steht, dass man das mit quadratischer Ergänzung macht, nur ich weiß nicht wie ich das hier anwenden soll.

Bezug
                        
Bezug
Hauptachsentransformation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:42 Do 18.09.2008
Autor: angela.h.b.


> Danke für die Antwort.
>  Mir ist das Prinzip der quadratischen Ergänzung schon
> klar, nur ich weiß nicht, wie ich es auf diese Aufgabe
> anwenden kann. Ich habe ja die Gleichung
>  
> [mm]x^TQDQ^Tx+b^TQQ^Tx+\mu=y^TDy+c^Ty+\mu=0 ~~~~(QQ^T=1)[/mm]
>
> Mein Problem ist nun, dass ich [mm]c^T[/mm] und [mm]\mu[/mm] nicht
> rausbekomme. Bei Wikipedia steht, dass man das mit
> quadratischer Ergänzung macht, nur ich weiß nicht wie ich
> das hier anwenden soll.

Hallo,

ich beziehe mich auf die Bezeichnungen im Wikipedia-Artikel.

Du warst doch gestartet mit [mm] 3x_1^2 [/mm] − [mm] x_2^2 [/mm] − [mm] 9x_1 [/mm] + [mm] 11x_2 [/mm] + 12 = 0 [mm] =\pmat{x_1&x_2}\pmat{ 3 & 0 \\ 0 & -1 }\vektor{x_1\\x_2} +\pmat{-9&11}\vektor{x_1\\x_2} [/mm] + 12.

Dein [mm] b^t [/mm] ist [mm] \pmat{-9&11}, [/mm] und das [mm] \mu=12. [/mm]

[mm] c^T [/mm] ist b^tQ.

Wenn Du [mm] y^TDy+c^Ty+\mu=0 [/mm] mit Zahlen und [mm] y_i [/mm] schreibst, was steht denn dann da? Nun den teil mit [mm] y_1 [/mm] und den mit [mm] y_2 [/mm] quadratisch ergänzen.

Gruß v. Angela


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