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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Kern bestimmen
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Kern bestimmen: idee
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:47 Mo 05.04.2010
Autor: grafzahl123

Aufgabe
geg. A= [mm] \begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 2 & 4 & 3 \\ 1 & 1 & 2 \end{pmatrix} [/mm]
nun soll der kern von A bestimmt werden.

ich habe die matrix
[mm] \begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 2 & 4 & 3 \\ 1 & 1 & 2 \end{pmatrix} [/mm]
mit gauß soweit umgeformt, dass folgendes rauskommt:
[mm] \begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 0 & -2 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} [/mm]
weiter kann man die matrix ja nicht auf zeilenstufen form bringen. ich dachte es gibt da diese "-1 trick regel" (weiß leider nicht wie die heißt), bei der man in der hauptdiagonalen alle nullen durch -1 ersetzt und somit den kern ablesen kann.
das würde hier ja folgendes bedeuten:
[mm] \begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 0 & -2 & 1 \\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix} [/mm]
=> Ker(A)=   [mm] \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ -1 \end{pmatrix} [/mm]
wenn ich das allerdings überprüfe und A*ker(A) rechne kommt nicht (0,0,0) raus.

wenn ich aber die mit gauß umgeformte matrix nehme und sie mit (0,0,0) gleich setzt erhalte ich folgenden vektor als kern: ker(A)=(-5,1,2)

was ist jetzt richtig und warum geht das mit dem "-1 trick" nicht?

danke schon mal im voraus für die hilfe.

ich habe diese frage in keinem anderen forum gestellt.

        
Bezug
Kern bestimmen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:06 Mo 05.04.2010
Autor: zahllos

Hallo,

der "-1 Trick" sagt mir gar nichts.
Aber wenn du deine umgeformte Matrix anschaust, siehst du, dass nur [mm] x_3 [/mm] frei wählbar ist, d.h. der Kern ist eindimensional. Setzt du z.B. [mm] x_3=t [/mm] so kannst du die zwei Gleichung nach [mm] x_2 [/mm] und die erste nach [mm] x_1 [/mm] auflösen.
(Ergebnis: [mm] x_2=\frac{1}{2}t [/mm] und [mm] x_1=-\frac{5}{2}t [/mm] )
D.h. der Vektor [mm] \vektor{-\frac{5}{2} \\ \frac{1}{2} \\ 1} [/mm] liegt im Kern und eine (einfache) Basis des Kerns ist z.B. [mm] \vektor{-5 \\ 1 \\ 2} [/mm]

Bezug
        
Bezug
Kern bestimmen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:33 Mo 05.04.2010
Autor: angela.h.b.


> geg. A= [mm]\begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 2 & 4 & 3 \\ 1 & 1 & 2 \end{pmatrix}[/mm]
>  
> nun soll der kern von A bestimmt werden.
>  ich habe die matrix
> [mm]\begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 2 & 4 & 3 \\ 1 & 1 & 2 \end{pmatrix}[/mm]
>  
> mit gauß soweit umgeformt, dass folgendes rauskommt:
>   [mm]\begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 0 & -2 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}[/mm]
>  

>  warum geht das mit dem "-1 trick"
> nicht?

Hallo,

um den -1-Trick anzuwenden, muß die Matrix in reduzierter (!) Zeilenstufenform vorliegen, also mit Einsen als führende Elemente der Nichtnullzeilen und mit Nullen über und unter diesen:

[mm] \begin{pmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 0 & -2 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} [/mm] --> [mm] \begin{pmatrix} 1& 0& \bruch{5}{2} \\ 0 & 1&- \bruch{1}{2} \\ 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}, [/mm]

und nun klappt auch der -1-Trick.

Gruß v. Angela

Bezug
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