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Determinante bestimmen

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Determinanten

Tags: Determinant

 
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Rtxx5

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15:15 Uhr, 07.02.2025

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Hallo, es geht um die Berechnung der Determinante bei folgender Aufgabe. Mir ist das Vorgehen nicht ersichtlich:

Wie kommt man auf n+3 im ersten Schritt?
Wieso ist es möglich die n+3 dann auszuklammern?
Woher kommt die 3n-1

Wäre sehr dankbar für eine kurze Erklärung wie sich diese einzelnen Komponenten ergeben.

Bildschirmfoto_7-2-2025_151059_www.moodle.tum.de

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
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michaL

michaL aktiv_icon

15:39 Uhr, 07.02.2025

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Hallo,

worin besteht das Problem?
Ist unklar, was gemacht wird? -> Steht dort auf Englisch daneben!
Ist unklar, was der Umrechnungsschritt bewirkt? -> Ist auch angegeben!
Ist unklar WARUM die Gleichheitszeichen gelten? -> Das wird doch vermutlich in der Vorlesung und den Übungen bearbeitet worden sein, oder nicht?

> Wie kommt man auf n+3 im ersten Schritt?
Nun, betrachte die erste Spalte: Sie enthält insgesamt n Zeilen und n Spalten. Davon eine(!) 4 und den Rest Dreien. Willst du uns wirklich verkaufen, dass nicht klar ist, wie man da auf n+3 kommt?

> Wieso ist es möglich die n+3 dann auszuklammern?
Hm, das ist ein Satz der Mathematik. Du findest ihn (abseits von zahlreichen Veröffentlichungen in Printversion oder deiner Mitschrift) z.B. auf [wikipedia].

> Woher kommt die 3n1
Auch das ist ein Satz der Mathematik. Die untere Matrix ist eine Dreiecksmatrix. Ihre Determinante ist gemäß [wikipedia2] berechnet worden.

Mfg Michael

Links:
[wikipedia] de.wikipedia.org/wiki/Determinante#Eigenschaften (dort unter Nr. 10.
[wikipedia2] de.wikipedia.org/wiki/Dreiecksmatrix#Eigenschaften (dort der vorletzte Spiegelpunkt)
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HAL9000

HAL9000

16:06 Uhr, 07.02.2025

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Das ganze kann man auch als Spezialfall u=4,v=1 von www.matheboard.de/thread.php?postid=2227637#post2227637 ansehen.

Die Herleitung dort ergibt Determinante (u+(n-1)v)(u-v)n-1, was hier in deinem Spezialfall u=4,v=1 dann (3+n)3n-1 bedeutet.

Die Herleitung hier im beigefügten Scan des Eröffnungspostings verfolgt einen geringfügig anderen Weg, nutzt aber dieselben Techniken hinsichtlich determinantenerhaltender Umformungen, und führt natürlich dann auch zum selben Endergebnis.
Rtxx5

Rtxx5 aktiv_icon

22:57 Uhr, 07.02.2025

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Danke für die Antwort HAL9000, ich kann alle Schritte in dem Thread nachvollziehen bis auf die Addition der Spalte.
Wie kommt man auf (u+(n-1)v), wenn die vorherigen Spaltenglieder doch aufaddiert (v-u)+(v-u)+(v-u) ……etc. sind?

Antwort
HAL9000

HAL9000

11:50 Uhr, 08.02.2025

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Addition der Spalten heißt NICHT die Einträge der ersten Spalte zu miteinander zu addieren, sondern die Addition der Spaltenvektoren - ich dachte, diese Terminologie wäre klar. :(


Zur ersten Spalte werden die Spalten 2 bis n addiert, das sind summa summarum genau (n-1) Spalten.

1) In der ersten Zeile kommt zum Wert u genau (n-1)-mal der Wert v hinzu, das ergibt u+(n-1)v.

2) In den restlichen Zeilen kommt zum Wert v-u einmal der Wert u-v, und sonst nur Nullen hinzu, das ergibt v-u+u-v=0.

Was gibt es daran denn nicht zu verstehen?
Antwort
mathadvisor

mathadvisor aktiv_icon

14:18 Uhr, 08.02.2025

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Es steht doch da, was gemacht wurde:
"add 1st... to nth row".
Es werden also Zeilen addiert (ist Englisch das Problem? Dafür gibt es doch Übersetzungstools im Internet).
In der ersten Spalte also 4 + wieviel mal die 1? Ergibt was? Und in den anderen Spalten?
Rtxx5

Rtxx5 aktiv_icon

00:46 Uhr, 09.02.2025

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Letzte Frage: Warum ist es 3n-1 und nicht 3n? Wenn ich die Einträge der Diagonalmatrix multipliziere müsste es doch 3333 …..3^n sein?
Antwort
mathadvisor

mathadvisor aktiv_icon

10:34 Uhr, 09.02.2025

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Schau Dir die Diagonalelemente mal genau an. Alle!
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