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Ähnlichkeitsklassen von Matrizen?

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Matrizenrechnung

Tags: Matrizenrechnung, Sonstig

 
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Master9362

Master9362 aktiv_icon

14:38 Uhr, 09.07.2020

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Aufgabe:

Wieviele Ähnlichkeitsklassen von Matrizen in 25×5 gibt es, d.h., was ist die minimale Größe einer Menge H2 mit der Eigenschaft, dass jede Matrix X25×5 ähnlich zu einer Matrix YH ist?

Problem/Ansatz:

Könnte jemand bitte bei dieser Aufgabe helfen?!
Es ist eine alte-Probeklausur und bereite mich für die Prüfung.
ich bedanke mich bei euch!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ermanus

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19:02 Uhr, 09.07.2020

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Hallo,
so ist die Aufgabe sicher nicht richtig dargestellt:
H2 gibt keinen Sinn.
Im übrigen fällt mir ehrlich gesagt keine effiziente
Methode ein, innerhalb der bei Klausuren zur Verfügung stehenden
Zeit die Aufgabe zu bearbeiten, selbst wenn da sinnvollerweise
H25×5 stünde.
Bitte lade die Originalaufgabe hoch.
Gruß ermanus
Master9362

Master9362 aktiv_icon

19:39 Uhr, 09.07.2020

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Ja, die Aufgabe ist genauso erstellt. Ich habe keine Änderung gemacht!
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

19:46 Uhr, 09.07.2020

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Dann ist sie sinnlos und man sollte keine
Zeit mehr investieren.
Master9362

Master9362 aktiv_icon

20:00 Uhr, 09.07.2020

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Aber wie wird zum Beispiel die Aufgabe sinnvoll sein? ich habe es leider nicht verstanden warum ist sie sinnlos!
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

20:23 Uhr, 09.07.2020

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Sinnvoll wäre sie - wie ich bereits sagte -
wenn da H25×5 stünde.
Du behauptest ja aber, dass im Original H2 steht,
was keinen Sinn gibt. Wie könnte H dann eine Teilmenge von
Matrizen sein?
Ich gehe davon aus, dass mit 2 der Körper mit
2 Elementen gemeint ist.

Master9362

Master9362 aktiv_icon

20:31 Uhr, 09.07.2020

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Ok, ich habe jetzt verstanden !
und falls wir behaupten, dass H eine stünde ist, wie wäre dann die Lösung?!
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

20:39 Uhr, 09.07.2020

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Ich weiß es nicht. Zwar wäre die Aufgabe dann
sinnvoll, aber meiner Ansicht nur mit erheblichem Aufwand zu lösen.
Vielleicht ist hier ein anderer Helfer, der eine einfache Lösung findet.
Die Aufgabe wäre sehr viel einfacher, wenn nach den Ähnlichkeitsklassen
über einem algebraischen Abschluss von 2 gefragt würde,
dann könnte man die verschiedenen Jordanschen Normalformen
betrachten.
Antwort
ermanus

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09:23 Uhr, 10.07.2020

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Hallo,
habe mich noch ein bisschen umgeschaut und denke nun,
dass man sich um die sogenannte rationalen Normalformen
(Weierstrass-Normalformen) kümmern muss; denn ein Satz sagt,
dass zwei Matrizen über einem beliebigen Körper genau dann
ähnlich sind, wenn ihre rationalen (Weierstrass-) Normalformen
gleich sind.
Gruß ermanus
Master9362

Master9362 aktiv_icon

11:03 Uhr, 10.07.2020

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Ja, das habe ich auch gestern entdeckt, aber ich könnte trotzdem die Aufgabe nicht lösen!
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

11:13 Uhr, 10.07.2020

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Man geht hier über die Elementarteilertheorie im
Polynomring 2[X].
Ist pA das charakteristische Polynom der Matrix A,
dann gibt es eine eindeutige Zerlegung pA=q1q2qm
in Polynome qi mit gewissen weiteren Eigenschaften, so dass
q1q2qm, wobei qm das Minimalpolynom von A ist,
d.h. insbesondere, dass qm jeden irreduziblen Faktor von pA
enthalten muss.
Zwei Matrizen sind genau dann ähnlich, wenn ihre qi-Invarianten
gleich sind.
Wir sollten uns also zunächst einen Überblick über die
(normierten) irreduziblen Polynome vom Grad 5 verschaffen.
Gruß ermanus

Frage beantwortet
Master9362

Master9362 aktiv_icon

11:27 Uhr, 10.07.2020

Antworten
Alles klar! vielen Dank für deine Hilfe!