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Eigenwerte bestimmen

Universität / Fachhochschule

Tags: Eigenwert, Matrix

 
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FlorianMetz

FlorianMetz aktiv_icon

14:22 Uhr, 25.05.2023

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K Körper, n und M die Menge aller oberen Dreieckmatrizen in Mn(K) deren Diagonaleinträge alle 0 sind. Wir betrachten A=(aij)M.

a) Bestimme alle Eigenwerte von A.
b) Bestimme {BM|B ist diagonalisierbar}

zu a):
Um die Eigenwerte von A zu bestimmen, muss man ja det(A-λI) berechnen. In der Diagonalen steht dann ja n-mal (0-λ). Also ist det(A-λI)=(-λ)n. Und das ist nur 0 für λ=0. Stimmt das soweit?

zu b):
B ist diagonalisierbar falls es eine Diagonalmatrix DMn(K) gibt mit B~D. Aber wie kann ich die hier bestimmen?

Danke für die Hilfe!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

15:56 Uhr, 25.05.2023

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Hallo,

a) ist korrekt.

b) ist eigentlich auch nicht schwierig. Sicher habt ihr mehr Kriterien dafür, dass eine Matrix B diagonalisierbar ist, oder?
Im Zusammenhang mit a) ergibt sich nur eine einzige Matrix, die diese Eigenschaft hat.

Hilft das schon?

Mfg Michael
FlorianMetz

FlorianMetz aktiv_icon

16:22 Uhr, 25.05.2023

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Meine Idee zu b):

Da die Matrix mit λ=0 nur einen Eigenwert besitzt, existiert auch nur ein Eigenvektor. Nämlich v=(0,0,...,0,1). Deswegen kann die Menge nur aus der Matrix (0) bestehen oder?
Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

16:30 Uhr, 25.05.2023

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Hallo,

nein, vielmehr solltest du ein Kriterium kennen, dass aussagt, dass eine Matrix nur dann diagonalisierbar ist, wenn es eine Basis aus Eigenvektoren gibt.
Hießt in diesem Fall (in dem es nur einen eigenen Eigenwert laut a) gibt, nämlich Null), dass der Kern der Matrix der gesamte Raum ist, d.h. dass Ax=0 für alle xV gilt. (Wobei A die zu untersuchende Matrix Matrix und V der zugrunde liegende Vektorraum sei.)

Die einzige Matrix, die das leistet, ist A=0.

Mfg Michael
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