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Forum "Uni-Lineare Algebra" - cos/sin Matrix
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cos/sin Matrix: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:19 Mo 09.05.2005
Autor: Olek

Schönen guten Abend.
Bei der folgenden Aufgabe gibt es ein paar Dinge die ich mir selbst nicht schaffe klar zu machen. Es wäre schön, wenn mir jemand helfen könnte.
Sei M(n, K) (K= [mm] \IR [/mm] oder [mm] \IC) [/mm] versehen mit dem Skalarprodukt   [mm] \left\langle a|b \right\rangle=Spur(ab^{*}) [/mm]
Zu zeigen:
Für jedes t  [mm] \in \IR [/mm] hat die Matrix
A= [mm] \pmat{ \cosh t & i\sinh t \\ i\sinh t & -\cosh t } \in [/mm] M [mm] (2,\IC) [/mm]
die Eigenschaft [mm] A^{-1}=A^{t} [/mm]
Das was ich am wenigsten verstehe, ist was dieses h dort sucht. Nirgends steht wo es her kommt, noch hatten wir jemals in der VL etwas ähnliches.
Was ich dann als erstes machen wollte, war die Inverse Matrix suchen. Aber wie mache ich das mit [mm] \sin [/mm] und [mm] \cos? [/mm]
Gruß,
Olek

        
Bezug
cos/sin Matrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:30 Mo 09.05.2005
Autor: Stefan

Hallo Olek!

Allgemein berechnet sich die Inverse einer $(2 [mm] \times [/mm] 2)$-Matrix wie folgt:

[mm] $\pmat{a & b \\ c & d}^{-1} [/mm] = [mm] \frac{1}{ad-bc} \pmat{d & -b \\ -c & a}$. [/mm]

Hinter [mm] $\cosh\, [/mm] t$ und [mm] $\sinh\, [/mm] t$ verbergen sich die []Hyperbelfunktionen Cosinus hyperbolicus und Sinus hyperbolicus.

Es gilt:

[mm] $\cosh^2 [/mm] t - [mm] \sinh^2 [/mm] t=1$.

Versuchst du jetzt mal mit diesen Informationen die Aufgabe zunächst selber anzupacken? :-)

Wir helfen dir dann schon... [sunny]

Viele Grüße
Stefan

Bezug
                
Bezug
cos/sin Matrix: Sehr Hilfreich
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:17 Mo 09.05.2005
Autor: Olek

Das hat mir schonmal sehr geholfen!
Ich habe fleißig vor mich hin gerechnet, und habe das hier: [mm] \cosh^2 [/mm] t - [mm] \sinh^2 [/mm] t=1 auch benutzt. Aber existiert diese Definition mit dem t innendrin? Ein t musste ich dann nämlich ausklammern um diesen Ausdruck zu erhalten, so dass ich dann am Ende die veränderte Matrix mit  [mm] \bruch{1}{-t} [/mm] multipliziere. Hätte ich unten allerdings [mm] t^{2} [/mm] stehen wäre das besser, weil dann beim multiplizieren in der finalen Matrix in jedem Eintrag noch ein t steht, so wie es ja sein sollte, damit ich auf [mm] A^{t} [/mm] komme.
Hoffe du konntest folgen!?
Gruß,
Olek

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Bezug
cos/sin Matrix: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:44 Mo 09.05.2005
Autor: Stefan

Hallo Olek!

[mm] $\cosh\, [/mm] t$ sollte nicht heißen [mm] "$\cosh$ [/mm] mal $t$", sondern [mm] "$\cosh$ [/mm] von $t$". Daher schreibe ich es jetzt mal in Klammern. Im Übrigen frage ich mich, warum in der Aufgabenstellung [mm] $A^t$ [/mm] steht, wo doch $A$ eh symmetrisch ist, also [mm] $A^t=A$ [/mm] gilt. [kopfkratz]

Naja, die Aufgabe geht jedenfalls so:

[mm] $A^{-1} [/mm] = [mm] \pmat{\cosh(t) & i\sinh(t) \\ i \sinh(t) & - \cosh(t)}^{-1} [/mm] = [mm] \frac{1}{-\cosh^2(t) + \sinh^2(t)} \cdot \pmat{ -\cosh(t) & -i\sinh(t) \\ -i\sinh(t) & \cosh(t)} [/mm] = [mm] \frac{1}{-1} \cdot \pmat{ -\cosh(t) & -i\sinh(t) \\ -i\sinh(t) & \cosh(t)} [/mm] = [mm] \pmat{ \cosh(t) & i\sinh(t) \\ i\sinh(t) & -\cosh(t)} [/mm] = A = [mm] A^t$. [/mm]

Viele Grüße
Stefan

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Bezug
cos/sin Matrix: Dankeschön
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:52 Mo 09.05.2005
Autor: Olek

Sehr fein. Abgesehen von dem Missverständnis habe ich das genau so gemacht. Und jetzt kürzt sich da auch kein t mehr weg.
Schönen Dank und gute Nacht,
Olek

Bezug
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