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invertierbare Matrix und Einheitsmatrix

Universität / Fachhochschule

Matrizenrechnung

Tags: Einheitsmatrix, invertierbare Matrix, Matrizenrechnung

 
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finley0104

finley0104 aktiv_icon

20:30 Uhr, 16.04.2019

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Beweisen oder widerlegen Sie die folgende Aussage: Sei K ein Körper und sei A ∈ K2^2, sodass A2 + 2A + E2 = 0. Dann ist A ist invertierbar, und A-^ = −A−2E2 .
Meine Vermutung ist dass es eine falsche Aussage ist, nur leider fällt mir kein Gegenbeispiel ein.... ich wäre um jeden Tipp sehr dankbar :-)
Danke im Voraus..

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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michaL

michaL aktiv_icon

21:28 Uhr, 16.04.2019

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Hallo,

A2+2A+E=(A+E)2.

Hattet ihr schon die jordansche Normalform?

Falls ja, folgt aus (A+E)2=0 für das Minimalpolynom μA von A einer der beiden folgenden Fälle:
Entweder μA(x)=x+1, woraus A(-100-1) und daraus die Invertierbarkeit folgt.
Oder μA(x)=(x+1)2, woraus A(-110-1) und daraus die Invertierbarkeit folgt.

Aus der Invertierbarkeit schließt man die angegebene Gleichung für A-1 wie folgt:
0=A2+2A+EE=-A2-2A=A(-A-2E)A-1=-A-2E

Wenn ihr noch keine jordansche Normalform gehabt haben solltet, dann wird es umständlicher.

Mfg Michael
finley0104

finley0104 aktiv_icon

21:47 Uhr, 16.04.2019

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Hallo Michael,
leider hatten wir die jordanische Normalform noch nicht, weswegen mir der Tipp leider nicht weiterhilft... kennst du noch eine Alternative?:-)

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pwmeyer

pwmeyer aktiv_icon

11:25 Uhr, 17.04.2019

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Hallo,

eigentlich braucht man doch gar nichts: Wenn A2+2A+E=0 ist, dann ist

A(-A-2E)=E und (-A-2E)A=E

Also ist -A-2E Inverse von A?

Gruß pwm
finley0104

finley0104 aktiv_icon

14:21 Uhr, 17.04.2019

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Ehm, keine Ahnung ... wie finde ich denn heraus, ob es die inverse von A ist oder nicht? Ich verstehe nicht warum die inverse von A nicht einfach „nur“ -A ist sondern warum auch noch 2E abgezogen wird... vielleicht könnten sie mir ja noch einmal helfen
Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

15:01 Uhr, 17.04.2019

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Hallo,

pwmeyer hat recht, eigentlich braucht man weiter nichts.
Wenn du willst, kannst du aber auch mit dem Polynom p(x)=x2+2x+1=(x+1)2 begründen, dass A invertierbar sein muss.
Wäre A nicht invertierbar, so wäre Null ja ein Eigenwert von A, d.h. xμA(x) teilen.
Weil ja μ das Minimalpolynom von A ist, also der (idealtechnische) Erzeuger der Menge aller Polynome q, für die q(A)=0 gilt, müsste insbesondere auch xp(x) gelten, was aber nicht gilt.

Ich denke aber, dass pwmeyers Zerlegung aber ohne all das auskommt.

Mfg Michael
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