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Bestimme die Eigenwerte und zugehörigen Eigenräume

Universität / Fachhochschule

Eigenwerte

Tags: Eigenvektor, Eigenwert, Lineare Abbildungen

 
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BubbRubb

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19:29 Uhr, 15.08.2012

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Hallo, folgende Aufgabe ist gegeben:

Gegeben seien der Vektorraum 2[x], die lineare Abbildung L:2[x]2[x], sowie die folgenden Bilder von L:

L(x2+x)=x+1
L(x+1)=5x+5
L(x2+1)=-x2-1

Bestimmen Sie alle Eigenwerte und die zugehörigen Eigenräume der linearen Abbildung
L.

Eigenwerte sind ja quasi Streckungen der Abbildung in die selbe Richtung. Daher hab ich geguckt, wann das Urbild(heißt es so?) dem Bild entspricht.

Beim ersten L wäre der Wert 0, da beide Bilder nur für den Wert 0 in die selbe Richtung gehen.

Beim zweiten L wäre EW=5 und beim dritten EW=-1.

Nun soll ich die Eigenräume bestimmen, wie funktioniert dies bei Polynomen? Bei Matrizen habe ich bislang die Formel (A-λI)v=0 benutzt.

Danke für die Hilfe.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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hagman

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19:34 Uhr, 15.08.2012

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Erstes L, zweites L, drittes L? Es ist doch nur eine einzige Abbildung L:2[X]2[X] gegeben!
BubbRubb

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19:37 Uhr, 15.08.2012

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So sieht die Aufgabe aus.

aufgabegg
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michaL

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21:16 Uhr, 15.08.2012

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Hallo,

die Eigenwerte "sieht" man doch!
Freundlicherweise ist L(x+1)=5x+5=5(x+1). Wer das nicht sieht, dem fehlt eine Menge Übung!
Nahezu genauso einfach zu sehen ist der nächste Eigenwert wegen L(x2+1)=-x2-1=-(x2+1).

Nun braucht man für den dritten Eigenwert nur die Tatsache, dass die drei Bilder NICHT linear unabhängig sind, woraus folgt, dass es noch den Eigenwert 0 gibt, neben den eher implizit genannten Eigenwerten 5 und -1.
Aber Eigenräume berechnen mach mal selbst, einfacher als nachrechnen wird Mathe nämlich nicht!

Mfg Michael
BubbRubb

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21:33 Uhr, 15.08.2012

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Sag mal, hast du meine Frage überhaupt ansatzweise gelesen?
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michaL

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21:48 Uhr, 15.08.2012

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Hallo,

hm, zugegebenermaßen nur ansatzweise. Dass du die Eigenwerte schon kanntest, hab ich offenbar beim Überfliegen nicht wahrgenommen.

Die Eigenräume zu den Eigenwerten -1 bzw. 5 kann man trotzdem sehen, da diese ja aus Dimensionsgründen jeweils nur eindimensional sein können. Es reicht also, jeweils einen Eigenwert zu den Eigenwerten anzugeben. Das solltest du können, ohne dass ich dein post vollständig gelesen habe...

Deine Überlegungen zum Eigenwert 0 sind noch nicht kohärent. Beachte meine Aussage, dass die drei Bilder nicht linear unabhängig sind. Wenn du genau hinschaust, dass 5L(x2+x)=L(x+1) gilt.
Daraus müsste man doch ein Polynom p höchstens zweitens Grades konstruieren können, für das L(p)=0 gilt.

Versuch mal.

Mfg Michael
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hagman

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21:51 Uhr, 15.08.2012

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Ihr redet aneinander vorbei, aber michaL hat die Aufgabe gelöst.
Es sind drei linear unabhängige Vektoren v1,v2,v3 aus unserem dreidimensionalen Vektorraum gegeben, nämlich v1=X2+X,v2=X+1 und v3=x2+1.
Die lineare Abbildung L ist durch ihre Werte auf diesen drei Basisvektoren (sogar eindeutig) beschrieben, und zwar L(v1)=v2,L(v2)=5v2,L(v3)=-v3.
Sofern man geübt ist, springen nicht nur v2 als Eigenvektor zum Eigenwert 5 und v3 als Eigenvektor zum Eigenwert -1, sondern auch 5v1-v2 zum Eigenwert 0 ins Auge.
In diesem einfachen Fall sind die Eigenräume notwendigerweise jeweils die eindimensionalen von den genannten speziellen Eigenvektoren erzeugten Unterräume.
Frage beantwortet
BubbRubb

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22:09 Uhr, 15.08.2012

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Das hat es jetzt beantwortet, danke.