0 Daumen
343 Aufrufe

ich habe diese Matrix gegeben und ich soll begründen wieso 0 ein Eigenwert sein muss.

Was ich mir bisjetzt gedacht habe ist das sie nicht Diagonalgestalt hat weswegen man

die Eigenwerte nicht anhand der Hauptdiagonale ablesen kann mehr kommt mir aber nicht in Sinn.


$$ A = \begin{bmatrix} 5 & 10 & 7 \\ 0 & -3 & -3 \\ 0 & 3 & 3 \end{bmatrix} $$

Avatar von

Ein nicht-injektiver Endomorphismus besitzt immer
den Eigenwert 0. Siehe dazu meine Antwort.

3 Antworten

+1 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

Willkommen in der Mathelounge... \o/


Folgende beiden Regeln sind sehr nützlich:

1) Die Summe der Eigenwerte ist gleich der Summe der Werte auf der Hauptdiagonalen.

2) Das Produkt der Eigenwerte ist gleich der Determinante.

Sie gelten auch, wenn die Matrix keine Dreiecksmatrix oder Diagonalmatrix ist.


Die Determinate der Matrix ist \(0\), also ist das Produkt der Eigenwerte \(0\).

Das bedeutet, dass mindestens ein Eigenwert den Wert \(0\) haben muss.

Avatar von 152 k 🚀
0 Daumen

Hallo :-)

Eine Möglichekit wäre folgende:

Das charakteristische Polynom von \(A\) zerfällt über \(\mathbb{C}\) in Linearfaktoren, sodass \(A\) trigonalsierbar ist, d.h es gibt eine invertierbare Matrix \(T\in \mathbb{C}^{3,3}\) mit \(A=T^{-1}\cdot D\cdot T\), wobei \(D\) eine obere Dreiecksmatrix ist, der Form $$D=\begin{pmatrix}t_1&*&*\\0&t_2&*\\0&0&t_3\end{pmatrix}\in \mathbb{C}^{3,3}$$

und \(t_1,t_2,t_3\) die Eigenwerte von \(A\) sind.

Nun fällt beim Hinschauen zur Matrix \(A\) auf, dass diese nicht invertierbar ist, da sich zb die erste Spalte als Linearkombination von zweiter und dritter Spalte schreiben lässt. \(A\) hat also keinen vollen Rang, d.h. \(\det(A)=0\). Mit der obigen Gleichheit von \(A\) folgt also mit dem Determinatenmultiplikationssatz

$$0=\det(A)=\det(T^{-1}\cdot D\cdot T)=\det(T^{-1})\cdot \det(D)\cdot \det(T)\\=\det(T)^{-1}\cdot \det(D)\cdot \det(T)=\det(D)=t_1\cdot t_2\cdot t_3\in \mathbb{C}.$$

Da \(\mathbb{C}\) nullteilerfrei ist, ist mindestens ein Faktor \(=0\). Also ist \(0\) ein Eigenwert von \(A\).

Avatar von 15 k
0 Daumen

Der Rang der Matrix ist \(<3\), also gibt es einen Vektor \(v\neq 0\), so

dass \(Av=0=0\cdot v\) ist. \(v\) ist damit Eigenvektor zum Eigenwert 0.

Avatar von 29 k

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community