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habe hier eine Aufgabe,bei der ich nicht weis wie ich da ran gehen soll.

a) bestimmen sie alle 2x2 Matrizen der Form  (  a    b  )

                                                                                   (  c    -a )    ∈  M2x2 (ℝ)

mit a ≠ 0 die zu sich selbst invers sind. Welche aus der Schule bekannten Abbildungen treten auf?

b) Bestimmen sie alle 2x2 Matrizen der Form  (  0   b  )

                                                                                   (  c    0  )   ∈ M2x2 (ℝ)

die zu sich selbst invers sind. können sie diese Abbildungen auch geometrisch beschreiben?

ich brauche hilfe.

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Stelle zur allgemeinem Matrix M die inverse auf und löse M * M-1 = I. Wobei I die einheitsmatrix ist. du erhältst dann ein gleichungssystem mit 4 Gleichungen.

Also ich habe jetzt zu a) M-1 = ( 1/a  0  )

                                                   ( 0    -1/a)                     ist das richtig?

dann hab ich für M * M-1= I

(a   b)   (1/a   0 )      (1  0)

(c  -a) *(0   -1/a) =  (0  1 )         ? und wie bekomme ich jetzt die 4 gleichungen?

 

oder hab ich da was falsch verstanden?

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$$ \begin{pmatrix} a & b \\ c & -a \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a & b \\ c & -a \end{pmatrix}  = \begin{pmatrix} a^2 + bc & ab-ab \\ ac-ac & cb+a^2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a^2 + bc & 0 \\ 0 & cb+a^2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} $$

Ich komme hier nur auf die Bedingung a^2 + bc = 1. (Grauen Teil nicht beachten!)

Wenn b oder c  0 ist, ist a=±1.

a=1, b=0, c=0 wäre eine Spiegelung an der x-Achse.
a=-1, b=0,c=0 wäre eine Spiegelung an der y-Achse.

Vielleicht findest du weitere geometrische Abbildungen.

Entweder von hier aus: (b,c)≠(0,0)

a^2 = 1-bc

Oder Fall b=0, c beliebig und a = ±1.

Oder Fall c=0, b beliebig und a = ±1.

b)

$$ \begin{pmatrix} 0 & b \\ c & 0 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 0 & b \\ c & 0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} bc & 0 \\ \quad 0 & cb \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} $$

bc = 1       | b und c können nicht 0 sein.

⇒ c= 1/b

Diese Matrizen haben alle die Form:

$$ \begin{pmatrix} 0 & b \\ 1/b & 0 \end{pmatrix} $$

Für b=1 handelt es sich um die Spiegelung an der 1. Winkelhalbierenden y=x.

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