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Forum "Lineare Algebra - Eigenwerte" - Diagonalisierung
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Diagonalisierung: Fehlersuche
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:59 Mi 22.07.2009
Autor: derdickeduke

Aufgabe
Bestimmen Sie die Jordanform J folgender Matrix: [mm] A=\pmat{ -2 & 5 \\ -1 & 2 } [/mm]
und die Matrix W, für die gilt: [mm] WJW^{-1}=A [/mm]

Ich habe die Eigenvektoren bestimmt mit det [mm] \pmat{ -2-\lambda & 5 \\ -1 & 2-\lambda } [/mm] = 0
Da bekomme ich:
[mm] \lambda_{1/2}= \pm [/mm] i
[mm] \Rightarrow [/mm] J= [mm] \pmat{ i & 0 \\ 0 & -i} [/mm]
Daraufhin habe ich versucht die Eigenvektoren [mm] e_{1} [/mm] und [mm] e_{2} [/mm] zu bestimmen für W= [mm] \pmat{ e_{1} & e_{2} } [/mm]
und komme auf: [mm] e_{1} [/mm] = [mm] \vektor{(2-i) \\ 1} [/mm] und [mm] e_{2} [/mm] = [mm] \vektor{(2+i) \\ 1} [/mm]
W ist also [mm] \pmat{ (2-i) & 1 \\ (2+i) & 1 } [/mm] und [mm] W^{-1}= \bruch{1}{(2-i)-(2+i)}*\pmat{ 1 & -1 \\ (-2-i) & (2-i) } [/mm]
Wenn ich jetzt [mm] WJW^{-1} [/mm] berechne (als Probe), dann kommt aber [mm] -\bruch{1}{2i} [/mm] * [mm] \pmat{ -3i+1 & i+3 \\ 3i+1 & -3i-1 } [/mm] raus.
Wo liegt der Fehler?
Und als Neukunde:
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Diagonalisierung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:08 Mi 22.07.2009
Autor: angela.h.b.


> Bestimmen Sie die Jordanform J folgender Matrix: [mm]A=\pmat{ -2 & 5 \\ -1 & 2 }[/mm]
>  
> und die Matrix W, für die gilt: [mm]WJW^{-1}=A[/mm]
>  Ich habe die Eigenvektoren bestimmt mit det [mm]\pmat{ -2-\lambda & 5 \\ -1 & 2-\lambda }[/mm]
> = 0
>  Da bekomme ich:
>  [mm]\lambda_{1/2}= \pm[/mm] i
>  [mm]\Rightarrow[/mm] J= [mm]\pmat{ i & 0 \\ 0 & -i}[/mm]
>  Daraufhin habe ich
> versucht die Eigenvektoren [mm]e_{1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] zu bestimmen
> für W= [mm]\pmat{ e_{1} & e_{2} }[/mm]
>  und komme auf: [mm]e_{1}[/mm] =
> [mm]\vektor{(2-i) \\ 1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] = [mm]\vektor{(2+i) \\ 1}[/mm]
>  W ist
> also [mm]\pmat{ (2-i) & 1 \\ (2+i) & 1 }[/mm]

Hallo,

[willkommenmr].

Du mußt die beiden Eigenvektoren Vektoren als Spalten in W stellen, nicht als Zeilen hineinlegen.

Gruß v. Angela





und [mm]W^{-1}= \bruch{1}{(2-i)-(2+i)}*\pmat{ 1 & -1 \\ (-2-i) & (2-i) }[/mm]

>  
> Wenn ich jetzt [mm]WJW^{-1}[/mm] berechne (als Probe), dann kommt
> aber [mm]-\bruch{1}{2i}[/mm] * [mm]\pmat{ -3i+1 & i+3 \\ 3i+1 & -3i-1 }[/mm]
> raus.
>  Wo liegt der Fehler?
>  Und als Neukunde:
>  Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.  


Bezug
                
Bezug
Diagonalisierung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:36 Mi 22.07.2009
Autor: derdickeduke


> > Bestimmen Sie die Jordanform J folgender Matrix: [mm]A=\pmat{ -2 & 5 \\ -1 & 2 }[/mm]
>  
> >  

> > und die Matrix W, für die gilt: [mm]WJW^{-1}=A[/mm]
>  >  Ich habe die Eigenvektoren bestimmt mit det [mm]\pmat{ -2-\lambda & 5 \\ -1 & 2-\lambda }[/mm]
> > = 0
>  >  Da bekomme ich:
>  >  [mm]\lambda_{1/2}= \pm[/mm] i
>  >  [mm]\Rightarrow[/mm] J= [mm]\pmat{ i & 0 \\ 0 & -i}[/mm]
>  >  Daraufhin
> habe ich
> > versucht die Eigenvektoren [mm]e_{1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] zu bestimmen
> > für W= [mm]\pmat{ e_{1} & e_{2} }[/mm]
>  >  und komme auf: [mm]e_{1}[/mm] =
> > [mm]\vektor{(2-i) \\ 1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] = [mm]\vektor{(2+i) \\ 1}[/mm]
>  >  W
> ist
> > also [mm]\pmat{ (2-i) & 1 \\ (2+i) & 1 }[/mm]
>  
> Hallo,
>  
> [willkommenmr].
>  
> Du mußt die beiden Eigenvektoren Vektoren als Spalten in W
> stellen, nicht als Zeilen hineinlegen.
>  
> Gruß v. Angela
>  
>

Das ist richtig, da habe ich mich aber einfach nur verschrieben. Ansonsten ergäber auch [mm] W^{-1}, [/mm] das ich unter ausgerechnet habe. keinen Sinn.
W = [mm]\pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 }[/mm] habe ich schon verwendet. das Ergebnis stimmt trotzdem nicht.

Bezug
                        
Bezug
Diagonalisierung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:50 Mi 22.07.2009
Autor: barsch

Hi,

ich denke, es liegt an deinen Eigenvektoren. Ich habe folgende Eigenvektoren:

Zu EW i:  [mm] \vektor{5 \\ 2+i} [/mm] und zu EW (-i): [mm] \vektor{5 \\ 2-i} [/mm]

Rechne deine Eigenvektoren einmal nach.

Gruß barsch

Bezug
                                
Bezug
Diagonalisierung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:00 Mi 22.07.2009
Autor: schachuzipus

Hallo barsch,

> Hi,
>  
> ich denke, es liegt an deinen Eigenvektoren. [notok] Ich habe
> folgende Eigenvektoren:
>  
> Zu EW i:  [mm]\vektor{5 \\ 2+i}[/mm] und zu EW (-i): [mm]\vektor{5 \\ 2-i}[/mm]

Das sind lediglich Vielfache der Eigenvektoren, die der Aufgabensteller berechnet hat

>  
> Rechne deine Eigenvektoren einmal nach.

Nein, rechne du mal beim ersten [mm] $\cdot{}\frac{1}{2+i}$ [/mm] bzw. [mm] $\cdot{}\frac{2-i}{5}$ [/mm] ... und beim zweiten analog [mm] $\cdot{}\frac{2+i}{5}$ [/mm]

;-)

>  
> Gruß barsch

LG

schachuzipus

Bezug
                                        
Bezug
Diagonalisierung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:14 Mi 22.07.2009
Autor: barsch

Hallo schachuzipus,

du hast Recht. Soweit habe ich gar nicht gedacht. Bei komplexen Zahlen ist mir das leider nie so offensichtlich. Danke also, dass du meinen Artikel gelesen und auf den Fehler hingewiesen hast.

Sorry, duke !

Gruß barsch

Bezug
                        
Bezug
Diagonalisierung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:00 Mi 22.07.2009
Autor: angela.h.b.


> > Du mußt die beiden Eigenvektoren Vektoren als Spalten in W
> > stellen, nicht als Zeilen hineinlegen.
>  >  
> > Gruß v. Angela
>  >  
> >
>
> Das ist richtig, da habe ich mich aber einfach nur
> verschrieben. Ansonsten ergäber auch [mm]W^{-1},[/mm] das ich unter
> ausgerechnet habe. keinen Sinn.


Hallo,

das [mm] W^{-1} [/mm] welches Du postest, ist nicht die inverse Matrix zu

>  W = [mm]\pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 }[/mm].

Transponiere ich allerdings Dein [mm] W^{-1}, [/mm] so erhalte ich die Inverse zu W = [mm][mm] \pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 }. [/mm]

(Du kannst das ja sicherheitshalber nochmal prüfen. Wenn's dann immer noch nicht funktioniert, kann's nur daran liegen, daß Du am Ende einen Rechenfehler beim Multiplizieren machst.)

Deine Eigenvektoren sind richtig.

Gruß v. Angela






habe ich schon

> verwendet. das Ergebnis stimmt trotzdem nicht.
> > > Bestimmen Sie die Jordanform J folgender Matrix: [mm]A=\pmat{ -2 & 5 \\ -1 & 2 }[/mm]
>  
> >  

> > >  

> > > und die Matrix W, für die gilt: [mm]WJW^{-1}=A[/mm]
>  >  >  Ich habe die Eigenvektoren bestimmt mit det [mm]\pmat{ -2-\lambda & 5 \\ -1 & 2-\lambda }[/mm]
> > > = 0
>  >  >  Da bekomme ich:
>  >  >  [mm]\lambda_{1/2}= \pm[/mm] i
>  >  >  [mm]\Rightarrow[/mm] J= [mm]\pmat{ i & 0 \\ 0 & -i}[/mm]
>  >  >  
> Daraufhin
> > habe ich
> > > versucht die Eigenvektoren [mm]e_{1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] zu bestimmen
> > > für W= [mm]\pmat{ e_{1} & e_{2} }[/mm]
>  >  >  und komme auf:
> [mm]e_{1}[/mm] =
> > > [mm]\vektor{(2-i) \\ 1}[/mm] und [mm]e_{2}[/mm] = [mm]\vektor{(2+i) \\ 1}[/mm]
>  >  
> >  W

> > ist
> > > also [mm]\pmat{ (2-i) & 1 \\ (2+i) & 1 }[/mm]
>  >  
> > Hallo,
>  >  
> > [willkommenmr].
>  >  


Bezug
                                
Bezug
Diagonalisierung: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:12 Mi 22.07.2009
Autor: derdickeduke

für W = [mm] \pmat{ a & b \\ c & d } [/mm] ist [mm] W^{-1} [/mm] doch [mm] \bruck{1}{det (W)}*\pmat{ d & -c \\ -b & a } [/mm] oder?
Dann ist für W = [mm] \pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 } W^{-1} [/mm] = [mm] \pmat{ 1 & -1 \\ -(2+i) & (2-i) } [/mm] oder?

Bezug
                                        
Bezug
Diagonalisierung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:28 Mi 22.07.2009
Autor: schachuzipus

Hallo,

> für W = [mm]\pmat{ a & b \\ c & d }[/mm] ist [mm]W^{-1}[/mm] doch
> [mm]\bruck{1}{det (W)}*\pmat{ d & -c \\ -b & a }[/mm] oder?

Nee, das ist [mm] $\frac{1}{\det(W)}\cdot{}\pmat{d&-b\\-c&a}$ [/mm]

>  Dann ist für W = [mm]\pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 } W^{-1}[/mm] =
> [mm]\pmat{ 1 & -1 \\ -(2+i) & (2-i) }[/mm] oder?

Nee ... das ist ein Dreher drin und wo ist der Vorfaktor hin?


LG

schachuzipus


Bezug
                                                
Bezug
Diagonalisierung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:35 Mi 22.07.2009
Autor: derdickeduke

Mein Fehler
für W = [mm]\pmat{ a & b \\ c & d }[/mm] ist [mm]W^{-1}[/mm] doch
[mm]\bruch{1}{det (W)}*\pmat{ d & -c \\ -b & a }[/mm] oder?

Dann ist für W = [mm]\pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 } W^{-1}[/mm] =
[mm] \bruch{1}{(2-i)-(2+i)}[/mm] [mm]\pmat{ 1 & -1 \\ -(2+i) & (2-i) }[/mm] oder?

Stimmt's denn jetzt?

Bezug
                                                        
Bezug
Diagonalisierung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:53 Mi 22.07.2009
Autor: angela.h.b.


> Mein Fehler
>  für W = [mm]\pmat{ a & b \\ c & d }[/mm] ist [mm]W^{-1}[/mm] doch
> [mm]\bruch{1}{det (W)}*\pmat{ d & -c \\ -b & a }[/mm] oder?

Neiiiiiin!

Multiplizier die beiden doch mal, damm merkst Du doch, daß das nicht stimmt.

Gruß v. Angela


>  
> Dann ist für W = [mm]\pmat{ (2-i) & (2+i) \\ 1 & 1 } W^{-1}[/mm] =
> [mm]\bruch{1}{(2-i)-(2+i)}[/mm] [mm]\pmat{ 1 & -1 \\ -(2+i) & (2-i) }[/mm]
> oder?
>
> Stimmt's denn jetzt?


Bezug
                                                        
Bezug
Diagonalisierung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:58 Mi 22.07.2009
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Mein Fehler
>  für W = [mm]\pmat{ a & b \\ c & d }[/mm] ist [mm]W^{-1}[/mm] doch
> [mm]\bruch{1}{det (W)}*\pmat{ d & -c \\ -b & a }[/mm] oder?

Nein, was habe ich denn oben dazu geschrieben? [lupe]

Du hast immer noch denselben Dreher drin ...



LG

schachuzipus

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