Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Eigenvektor einer 3x3 Matrix

Eigenvektor einer 3x3 Matrix

Universität / Fachhochschule

Eigenwerte

Tags: Eigenvektor, Eigenwert

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
anonn

anonn aktiv_icon

18:11 Uhr, 21.01.2016

Antworten
Ich habe die Matrix:

B=(92(12)30(12)31120005)

Mit den Eigenwerten: 4,5 und 6.

Wenn ich jetzt die Eigenvektor für λ2=5 bestimmen möchte, habe ich die Gleichungen:

I) -12x+(123)y+0=0

II) (123)x+12y+0=+

III) 0+0+5=0

Dann setze ich in Gleichung I für x=3 ein, für y=1 und z=0.
Gleichung I) ist erfüllt.

Jedoch die zweite nicht...
Dort müsste x=1 und y=-3 sein.
Hat jemand eine Idee?

Danke!!


Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

21:17 Uhr, 21.01.2016

Antworten

Hallo
das ist doch ein System von Gleichungen, da kannst du nicht einfach eine Lösung der einen raten (es gibt unendlich viele) und hoffen, dass sie in der anderen stimmt. Multipliziere die erste Gl mit 3 und addier sie zur zweiten-
deine dritte Gleichung ist falsch da muss 0+0+0=0 stehen, dann findest du auch einen Eigenvektor, der nicht 0 ist.
Gruß ledum
Antwort
Roman-22

Roman-22

21:18 Uhr, 21.01.2016

Antworten
Deine III) ist ja interessant 5=0. Da wird die Lösung spannend!

Allerdings sollte III) besser 0+0+0=0 lauten.
Und das + auf der rechten Seite von II sollte eine Null sein.

Da in dem GLS z nicht mehr vorkommt, kann z beliebig gewählt werden.

Wie du auf x=3 und y=1 kommst, ist mir ein Rätsel.
Du darfst doch nicht eine Gleichung für sich betrachten und davon irgend eine Lösung angeben. Die wird i.A. sicher keine Lösung der zweiten Gleichung sein.
So ist das eben bei einem Gleichungssystem und wie man so ein System löst, dafür solltest du längst eine Reihe von Verfahren parat haben.

In deinem Fall stelt sich als Lösung x=y=0 ein und somit ist jeder Vektor der Bauart (00c) mit c\{0} ein zum Eigenwert λ2=5 gehöriger Eigenvektor.

R

P.S.: Es gibt nie DEN zu λ gehörigen EV. Es gibt immer unendlich viele.
anonn

anonn aktiv_icon

08:53 Uhr, 22.01.2016

Antworten
Ich habe die Aufgabe jetzt einfach mal als Bild eingefügt.
Da steht wirklich 5 und nicht 0..

Und was das Lösen von LGS angeht. Klar weiß ich, wie man solche im Prinzip löst.
Nur dachte ich, bei Eigenvektoren dürfte man immer eine Variable frei wählen?

Aufgabe2
Antwort
Roman-22

Roman-22

09:34 Uhr, 22.01.2016

Antworten
Die Angabe ist schon OK, aber deine dritte Gleichung war falsch. Du hattest da 0+0+5=0 stehen. wohingegen 0+0+0=0 richtig wäre. Das hat dir ledum schon geschrieben.
Wenn du B-5E3 bildest, entsteht doch eine Matrix, bei der die letzte Zeile und die letzte Spalte nur aus Nullen besteht.

> Nur dachte ich, bei Eigenvektoren dürfte man immer eine Variable frei wählen?
Nun, wie schon geschrieben, gibt es zu jedem Eigenwert idR unendlich viele (kollineare) Eigenvektoren. Aber das bedeutet nicht zwangsläufig dass du immer eine beliebige Vektorkomponente beliebig wählen darfst. Wenn es so wir in dem Beispiel ist, dass die zu λ=5 gehörigen Eigenvektoren eben alle zur Applikate ("z"-Achse) parallel sind, dann müssen Abszissen- und Ordinatenkomponente eben Null sein und dürfen nicht frei gewählt werden. Nur für Komponenten, die nicht Null sind, kann eine beliebe Zahl (außer Null) gewählt werden. In deinem Bsp ist da nur die dritte Komponente.

R










R

anonn

anonn aktiv_icon

09:49 Uhr, 22.01.2016

Antworten
Also kann man an Eigenvektoren von 3x3 Matrizen nicht so einfach ran gehen wie an solche von 2x2 Matrizen, bei denen man die Lösung meistens schon sieht, und daher quasi "frei" wählen kann.

Demnach "einfach" das LGS lösen und gucken, welche Lösung raus kommt.
Da kann ich hier doch:

I) 3

I) -123x+32y=0

II) 123x+12y=0

III) 5z=0

Und dann I)+II) rechnen, damit x weg fällt und dann habe ich stehen

I) 0x+2y+0=0
II) 123x+12y=0
III) 5z=0

Demnach ist y=0 und folglich auch x=0, wenn man y einsetzt, das LGS ist unterbestimmt und ich kann z frei wählen?
Aber wäre demnach z nicht auch gleich 0?

Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

19:36 Uhr, 22.01.2016

Antworten
Hallo
nochmal wiederholt : um dien eigenvektor zum EW 5 zu finden musst du doch (A-5E)x=0 lösen
wenn du %e von A abziehst steh in der letzten Zeile (0,0,5-5)=(0,0,0) in den anderen Zeilen hast du die 5 ja auch abgezogen!
wenn 5z=0 da stünde wäre z wirklich 0, da aber 0z=0 da steht ....
lies doch posts genauer, dass deine 5 falsch ist stand in jeder antwort, aber du hast nicht reagiert- auch nicht nachgefragt !
Helfen macht keinen spaß, wenn die fragenden die postd fast nicht lesen!
ledum

anonn

anonn aktiv_icon

09:50 Uhr, 25.01.2016

Antworten
Also ziehe ich von allen drei Gleichungen 5z ab und habe in der dritten Gleichung 0z=0 da stehen, kann mein z frei wählen und löse danach die anderen beiden Gleichungen auf?
In I und II steht dann eben wieder ein z, aber das kann ich dann ja frei wählen, weil es nur noch 2 Gleichungen aber 3 Unbekannte sind.


Und sorry, ich habe bis eben einfach nicht verstanden, wieso die 5 falsch sein sollte.
Antwort
Roman-22

Roman-22

18:43 Uhr, 25.01.2016

Antworten
> Und sorry, ich habe bis eben einfach nicht verstanden, wieso die 5 falsch sein sollte.
Dann erkläre du doch einmal, wie du auf deine Gleichung 5=0 oder jetzt seit einiger Zeit plötzlich 5z=0 kommst.
Am Besten die rechnest, um Missverständnisse zu vermeiden, ganz langsam vor, wie du überhaupt von der gegebenen Matrix auf deine (welche?) drei Gleichungen kommst und was du danach mit diesen anstellst.

R

Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

18:50 Uhr, 25.01.2016

Antworten
du ziehst NICHT 5z ab sondern von deiner Matrix 5E,E= Einheitsmatrix!
Gruß ledum
anonn

anonn aktiv_icon

14:10 Uhr, 26.01.2016

Antworten
Okay, ich denk mal drüber nach.
Haben das halt noch nie vorher mit einer 3x3 Matrix gemacht.

Auf die 5z=0 komme ich durch die dritte Zeile der Matrix,

Da steht doch 005

Und durch A(-λE)(x)=0

Komme ich in der letzten Zeile auf 5z=0
Antwort
Roman-22

Roman-22

14:22 Uhr, 27.01.2016

Antworten
> A⋅(−λ⋅E)(x)=0
Was soll denn dieser Unfug?

Können wir uns vielleicht, so wie ich es und auch ledum bereits weiter oben geschrieben haben, auf (A-λE3)x=0 einigen?
Du solltest dir wirklich langsam angewöhnen, die gegebenen Antworten nicht bloß zu überfliegen, sondern komplett zu lesen!

1) Denk darüber, welchen Wert du für λ einsetzt.
2) Wie schaut nun λE3 aus?
3) Wie sieht die Matrix A-λE3 aus?
4) Wie sehen nun wirklich die drei Gleichungen, die sich aus (A-λE3)x=0 ergeben, aus?
5) Falls noch immer nötig: Überlege das Ergebnis von 5-5=?

R

Frage beantwortet
anonn

anonn aktiv_icon

16:52 Uhr, 27.01.2016

Antworten
Okay, okay, ich habe meinen Fehler gesehen, danke für die unendliche Geduld. ;-)