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Forum "Lineare Algebra - Eigenwerte" - Eigenwerte - 3x3 Matrix
Eigenwerte - 3x3 Matrix < Eigenwerte < Lineare Algebra < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:48 Mi 09.07.2008
Autor: Floid

Aufgabe
Berechnen sie alle Eigenwerte und Eigenvektoren der Matrix

A = [mm] \pmat{ 1 & -3 & 0 \\ -3 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -3} [/mm]

So, ich berechne also erstmal die Determinante.

so ich brauch also det [mm] (A-\lambda [/mm] I)

Ich entwickle nach Spalte 3

bekomme also

0*blabla + 0*blabla + [mm] (-3-\lambda)(-1)^{3+3} \pmat{ 1-\lambda & -3 \\ -3 & 1-\lambda } [/mm]

weiterhin

[mm] (-3-\lambda)(-1)^{3+3}(\lambda²-2\lambda-8) [/mm]

Am Ende

[mm] -\lambda³+\lambda²+14\lambda+24 [/mm]

wenn ich das also 0 setze komm ich nich weiter, ist etwas komisch für ein "akademisches Beispiel" lt. Funkyplot is die nullstelle bei 4,88.
Sehr schräg.
Ich hoffe mich kann jemand berichtigen und mir erklären wie ich EW und EV bekomme.


Danke Flo.

        
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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:06 Mi 09.07.2008
Autor: Herby

Hallo Florian,

du hast einen Vorzeichenfehler drin, dein char. Polynom muss:

[mm] p(\lambda)=-\lambda^3\red{-}\lambda^2+14+24 [/mm]

heißen.

Liebe Grüße
Herby

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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:11 Mi 09.07.2008
Autor: Floid

Super. Passiert mir immer wieder. Ich seh gleich x=-2 als 1. Nullstelle. Dann krieg ich den Rest auch.
Wie gehe ich jetzt bei den Eigenvektoren vor ? Davon hab ich noch nich so viel Ahnung...

Bezug
                        
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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:22 Mi 09.07.2008
Autor: Herby

Hallo,

du musst nur die Eigenwerte nach und nach (also immer nur einen) in die Matrix einsetzen und anschließend das homogene Gleichungssystem jeweils lösen. Das sollte bei den ganzen Nullen kein Problem sein. Wenn da sowas wie (nur ein Beispiel!):

[mm] 3x_2=0 [/mm] auftaucht, dann kannst du z.B. über [mm] x_1 [/mm] frei verfügen [mm] (x_1 [/mm] taucht ja nicht auf) und [mm] x_1=k [/mm] setzen usw.

Probier' es mal :-)


Lg
Herby

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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:52 Mi 09.07.2008
Autor: Floid

ich raff es nicht.

ich komm einmal auf

[mm] \vektor{1 \\ 1 \\ 0} [/mm]

und zweimal auf

[mm] \vektor{t \\ t \\ 0} [/mm]

wobei t frei wählbar ist.

soll heissen es kam ab und an

-3x-3y = 0
-3x-3y = 0
als GLS
o.ä.

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Bezug
Eigenwerte - 3x3 Matrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:26 Mi 09.07.2008
Autor: Herby

Hi,

> ich raff es nicht.
>  
> ich komm einmal auf
>  
> [mm]\vektor{1 \\ 1 \\ 0}[/mm]

[ok] <-- die Frage ist hier: für welchen EW kommst du da drauf? Und normieren kannst du noch.

> und zweimal auf
>  
> [mm]\vektor{t \\ t \\ 0}[/mm]
>  
> wobei t frei wählbar ist.

nein, das stimmt nicht.


> soll heissen es kam ab und an
>  
> -3x-3y = 0
>  -3x-3y = 0

und -7z=0  (nichts unterschlagen bitte ;-))

ja, das habe ich auch und hier ist z.B. -x=y und z=0. Damit bekommst du den Eigenvektor:

[mm] \vec{x_2}=\vektor{-1\\1\\0} [/mm] oder auch den normierten EV

[mm] \vec{x_2^{\*}}=\bruch{1}{\wurze{2}}\vektor{-1\\1\\0} [/mm]

----

der letzte EV ist recht simpel

4x-3y=0
-3x+4y=0
0x+0y+0z=0

damit kannst du für [mm] z=\alpha [/mm] alles einsetzen; x und y müssen 0 sein und erhältst mit [mm] \alpha=1 [/mm]

[mm] \vec{x_3}=1*\vektor{0\\0\\1}=\vektor{0\\0\\1} [/mm]


ok soweit?


Lg
Herby

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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:33 Mi 09.07.2008
Autor: Floid

Alles klar. Ich glaub jetzt hab ich es raus. Ich hab nur noch nie so eine Aufgabe gerechnet - deshalb das unverständnis.

Ist es prinzipiell üblich die Vektoren zu normieren ? - Ich werd es künftig einfach tun.


Vielen dank für deine Mühen.

Bezug
                                                        
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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:42 Mi 09.07.2008
Autor: Herby

Hallo,

> Alles klar. Ich glaub jetzt hab ich es raus. Ich hab nur
> noch nie so eine Aufgabe gerechnet - deshalb das
> unverständnis.
>  
> Ist es prinzipiell üblich die Vektoren zu normieren ? -

was heißt üblich. Es gibt Dozenten, die wollen das so haben, ich habe es mir so angewöhnt - es ist aber nicht zwingend vorgeschrieben, da du ja die Parameter ohnehin frei wählen kannst.

> Ich werd es künftig einfach tun.

Schaden tut es nicht :-)

>
> Vielen dank für deine Mühen.

kein Problem [hut]


Lg
Herby

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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Zusatz
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:15 Mi 09.07.2008
Autor: Herby

Hallo Flo,

übrigens:

> Berechnen sie alle Eigenwerte und Eigenvektoren der Matrix
>  
> A = [mm]\pmat{ 1 & -3 & 0 \\ -3 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -3}[/mm]
>  So, ich
> berechne also erstmal die Determinante.
>  
> so ich brauch also det [mm](A-\lambda[/mm] I)
>  
> Ich entwickle nach Spalte 3
>  
> bekomme also
>  
> 0*blabla + 0*blabla + [mm](-3-\lambda)(-1)^{3+3} \pmat{ 1-\lambda & -3 \\ -3 & 1-\lambda }[/mm]
>  
> weiterhin
>  
> [mm](-3-\lambda)(-1)^{3+3}(\lambda²-2\lambda-8)[/mm]

hier könntest du doch schon aufhören, denn:

[mm] (-3-\lambda)=-(\lambda+3) [/mm]   <- dein erster Wert und

[mm] (\lambda^2-2\lambda-8)=(\lambda-4)*(\lambda+2) [/mm]  <- die anderen beiden.



Lg
Herby

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Eigenwerte - 3x3 Matrix: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:20 Mi 09.07.2008
Autor: Floid

stimmt. ich muss unbedingt üben, das ich sowas sehe. da kann man sich einiges ersparen.

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