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Channel: Mathelounge - Neue Fragen und Antworten
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Beantwortet: Matrizen und charakeristisches Polynom

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Hallo,

die Variable e soll für die Eigenwerte der Matrix A stehen.

Die Eigenwerte von A, sind die Zahlen, die die Gleichung  A • \(\vec{x}\) = e • \(\vec{x}\)  erfüllen.

Du erhälst eineMatrix C, indem du e von allen Elementen der Hauptdiagonalen von A  subtrahierst.

( in deinem Beispiel steht dann in der Hauptdiagonalen überall  -a )

Die Determinante von C ergibt dann ein Polynom mit der Variablen e, das sogenannte "charakteristische Polynom"  von A.

In deinem Beispiel ergibt sich  e4 - 4e2 = e2 • (e-2) • (e+2)

Die Nullstellen dieses Polynoms sind die Eigenwerte von A mit den entsprechenden Vielfachheiten.

In deinem Beispiel ergeben sich  e1 = 0 ; e2 = 2 ;  e3 = -2

Für jeden einzelnen Eigenwert  erhältst du die Eigenvektoren \(\vec{v_k}\) jeweils 

als Lösung der Gleichung      • \(\vec{x}\)  = \(\vec{0}\) 

In deinem Beispiel (mit a,b ∈ℝ): 

 e1 = 0:       \(\vec{v_k}\)   =  (a,b,a,b)T         [ (a,b) ≠ (0,0) ]

e2 = 2:        \(\vec{v_k}\)   =  (a,a,a,a)T       [ a ≠ 0 ] 

e3 = -2:       \(\vec{v_k}\)  =  (-a,a,-a,a)T      [ a ≠ 0 ]

Gruß Wolfgang


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