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Forum "Lineare Algebra - Eigenwerte" - alle Eigenwerte und -vektoren
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alle Eigenwerte und -vektoren: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:13 Mi 11.12.2013
Autor: jayw

Aufgabe
Bestimmen Sie alle Eigenwerte und zu jedem Eigenwert einen Eigenvektor für folgende Matrix:
[mm] A=\begin{pmatrix} 1& -1& 0\\ -2 &-2 & 4 \\ 0&-1&1 \end{pmatrix} [/mm]

Hallo,
erstmal vorweg die Frage ob ich die Aufgabe überhaupt verstanden habe:
Es werden Vektoren (z.B. [mm] \vec x_e) [/mm] und jeweils ein Faktor (z.B. [mm] \lambda) [/mm] gesucht, für die gilt:
[mm] A*\vec x_e [/mm] = [mm] \lambda*\vec x_e [/mm]
D.h. Vektoren, die mit der Matrix multipliziert eine [mm] \lambda-fache [/mm] Streckung ergeben. Ist das so richtig?

Daraus ergibt sich nun folgendes Gleichungssystem:
[mm] (1-\lambda)x-y=0 [/mm]
[mm]-2x+(-2-\lambda)y+4z=0 [/mm]
[mm]-y+z=0[/mm]

Um die möglichen [mm] \lambda [/mm] herauszubekommen bilde ich [mm] det(A)=-\lambda^3+\lambda [/mm]
Die Determinante muss 0 sein, woraus sich als Lösungsmenge [mm] \IL= \left\{\lambda \in \IR | -1,0,1\right\} [/mm] ergibt.
Jetzt hakt es allerdings, muss ich jetzt die [mm] \lambda-Werte [/mm] in das ursprüngliche LGS einsetzen? Irgendwie bekomme ich da dann aber keine vernünftigen Vektoren heraus.
Danke!

        
Bezug
alle Eigenwerte und -vektoren: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:43 Mi 11.12.2013
Autor: fred97


> Bestimmen Sie alle Eigenwerte und zu jedem Eigenwert einen
> Eigenvektor für folgende Matrix:
>  [mm]A=\begin{pmatrix} 1& -1& 0\\ -2 &-2 & 4 \\ 0&-1&1 \end{pmatrix}[/mm]
>  Hallo,
>  erstmal vorweg die Frage ob ich die Aufgabe überhaupt
> verstanden habe:
>  Es werden Vektoren (z.B. [mm]\vec x_e)[/mm] und jeweils ein Faktor
> (z.B. [mm]\lambda)[/mm] gesucht, für die gilt:
>  [mm]A*\vec x_e[/mm] = [mm]\lambda*\vec x_e[/mm]
>  D.h. Vektoren, die mit der
> Matrix multipliziert eine [mm]\lambda-fache[/mm] Streckung ergeben.
> Ist das so richtig?

Ja.


>  
> Daraus ergibt sich nun folgendes Gleichungssystem:
>  [mm](1-\lambda)x-y=0[/mm]
>  [mm]-2x+(-2-\lambda)y+4z=0[/mm]
>  [mm]-y+z=0[/mm]

Die letzte Gleichung stimmt nicht.


>  
> Um die möglichen [mm]\lambda[/mm] herauszubekommen bilde ich
> [mm]det(A)=-\lambda^3+\lambda[/mm]

Du meinst sicher [mm] det(A-\lambda [/mm] E) = .....


>  Die Determinante muss 0 sein, woraus sich als
> Lösungsmenge [mm]\IL= \left\{\lambda \in \IR | -1,0,1\right\}[/mm]
> ergibt.

stimmt.


>  Jetzt hakt es allerdings, muss ich jetzt die [mm]\lambda-Werte[/mm]
> in das ursprüngliche LGS einsetzen? Irgendwie bekomme ich
> da dann aber keine vernünftigen Vektoren heraus.

zeig Deine Rechnungen !

FRED

>  Danke!


Bezug
                
Bezug
alle Eigenwerte und -vektoren: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:31 Mi 11.12.2013
Autor: jayw


> > Daraus ergibt sich nun folgendes Gleichungssystem:
>  >  [mm](1-\lambda)x-y=0[/mm]
>  >  [mm]-2x+(-2-\lambda)y+4z=0[/mm]
>  >  [mm]-y+z=0[/mm]
>  
> Die letzte Gleichung stimmt nicht.
>  

Oh ja, danke sehr, es muss heißen:
[mm]-y+(1-\lambda)z=0[/mm]

> >  

> > Um die möglichen [mm]\lambda[/mm] herauszubekommen bilde ich
> > [mm]det(A)=-\lambda^3+\lambda[/mm]
>  
> Du meinst sicher [mm]det(A-\lambda[/mm] E) = .....

Ja, danke.

[...]

> >  Jetzt hakt es allerdings, muss ich jetzt die [mm]\lambda-Werte[/mm]

> > in das ursprüngliche LGS einsetzen? Irgendwie bekomme ich
> > da dann aber keine vernünftigen Vektoren heraus.
>  
> zeig Deine Rechnungen !

angehängt!

> FRED
>  >  Danke!
>  


Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Bezug
                        
Bezug
alle Eigenwerte und -vektoren: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:22 Mi 11.12.2013
Autor: fred97


>
> > > Daraus ergibt sich nun folgendes Gleichungssystem:
>  >  >  [mm](1-\lambda)x-y=0[/mm]
>  >  >  [mm]-2x+(-2-\lambda)y+4z=0[/mm]
>  >  >  [mm]-y+z=0[/mm]
>  >  
> > Die letzte Gleichung stimmt nicht.
>  >  
> Oh ja, danke sehr, es muss heißen:
>   [mm]-y+(1-\lambda)z=0[/mm]
>  > >  

> > > Um die möglichen [mm]\lambda[/mm] herauszubekommen bilde ich
> > > [mm]det(A)=-\lambda^3+\lambda[/mm]
>  >  
> > Du meinst sicher [mm]det(A-\lambda[/mm] E) = .....
>  Ja, danke.
>  
> [...]
>  > >  Jetzt hakt es allerdings, muss ich jetzt die

> [mm]\lambda-Werte[/mm]
> > > in das ursprüngliche LGS einsetzen? Irgendwie bekomme ich
> > > da dann aber keine vernünftigen Vektoren heraus.
>  >  
> > zeig Deine Rechnungen !
>  
> angehängt!

Echt toll ! Und wo ist Dein Problem ?

FRED

>  
> > FRED
>  >  >  Danke!
> >  

>  


Bezug
                                
Bezug
alle Eigenwerte und -vektoren: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 14:58 Fr 13.12.2013
Autor: jayw

[...]
> Echt toll ! Und wo ist Dein Problem ?

Wie schreibe ich jetzt in der Lösung die Vektoren richtig auf?
Im Falle von [mm] \lambda=1 [/mm] ist ja z.B. der Vektor [mm] \begin{pmatrix} 2 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} [/mm] ein Eigenvektor. Aber auch [mm] \begin{pmatrix} -4 \\ 0 \\ -2\end{pmatrix}. [/mm]

> FRED



Bezug
                                        
Bezug
alle Eigenwerte und -vektoren: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:20 Mo 16.12.2013
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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