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Bilinearform positiv semi-definit

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Tags: Linear Abbildung, Matrizenrechnung, Vektorraum

 
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Theladyinwhite

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21:23 Uhr, 27.01.2023

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Zu B ∈ Mn(R) betrachten wir die symmetrische Matrix Q:= tB · B ∈ Mn(R).
Sei V ein n-dimensionaler R-Vektorraum und b=(b1,..., bn) eine Basis von V . Betrachte die
Bilinearform ψ := ψQ,b :V × VR
(i) Zeigen Sie, dass ψ positiv semi-definit ist.
(ii) Zeigen Sie, dass ψ genau dann positiv definit ist, wenn B ∈ Gln(R) gilt.





Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
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michaL

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21:55 Uhr, 27.01.2023

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Hallo,

also Q:=BB.
Aber was ist ψQ,b?

Mfg Michael
Theladyinwhite

Theladyinwhite aktiv_icon

22:04 Uhr, 27.01.2023

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Hallo, leider hat das Datei anhängen nicht funktioniert, (bin hier noch relativ neu) wir sollen zum lösen das aus dem Skript verwenden (irgendwas aus diesem Lemma) aber ich wüsste jetzt nicht mal auf was genau davon das bezogen ist.

Semi definit
semi 2
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michaL

michaL aktiv_icon

08:49 Uhr, 29.01.2023

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Hallo,

nun, positiv semidefinit bedeutet doch, dass ψ(x,x)0.

Wenn ich es richtig verstehe, gilt doch ψ(x,y)=xBBy=(Bx)(By)=Bx,By.

Da das Standardskalarprodukt .,. positiv definit ist, ist ψ immer noch positiv semidefinit.
(Bedenke: Bx könnte gleich Null sein!)

Damit ergibt sich auch ein Weg für (ii): Es gilt ψ(x,x)=0Bx=0. Gilt also Bx0 für alle x0, so gilt auch ψ(x,x)0 für x0.

Mfg Michael
Theladyinwhite

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14:07 Uhr, 29.01.2023

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Also das von dem Anfang versteh ich, es darf ja bei der i) auch null ein also passt es, aber was machst du bei ii9 da ist es ja ein Größer, weshalb ich da deine Zusammenhänge nicht verstehe.
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michaL

michaL aktiv_icon

14:45 Uhr, 29.01.2023

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Hallo,

wie geschrieben: (Bx)T(Bx) ist ja das Standardskalarprodukt Bx,Bx.

Das Standardskalarprodukt ist ja positiv definit, d.h. nur genau denn gleich Null, wenn Bx=0 gilt.
Ist B invertierbar, so ist Bx=0 genau für x=0.

Alles zusammensetzen: ψ(x)=(Bx)T(Bx)=0x=0
Zusammen mit (i) ergibt das (ii).

Mfg Michael
Theladyinwhite

Theladyinwhite aktiv_icon

16:39 Uhr, 29.01.2023

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Muss man bei genau dann wenn nicht beide Richtungen zeigen?
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