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Es sei eine lineare Abbildung \( L_{U}: \mathbb{R}^{3} \rightarrow \mathbb{R}^{3} \) gegeben durch die Matrix

\( U=\left(\begin{array}{ccc}1 & -1 & 0 \\ 2 & -2 & 0 \\ 4 & -2 & -1\end{array}\right) \)

a) Entscheiden Sie begründet, ob es eine Basis von R^3 gibt, bezüglich L_u als Diagonalmatrix darstellen lässt.

Ich habe das Charakteristische Polynom ausgerechnet: x^3-2x^2-x

Nullstellen bei (0,-1,-1)

Nullstelle (0):

μ alg = 1

μ geo = 1

Nullstelle (1):

μ alg = 2

μ geo = 2

Da μ geo und μ alg jeweils gleich sind, würde ich sagen, die die Matrix sich als Diagonalmatrix darstellen lässt.

Ist das soweit korrekt?

Weil mein prof. hat folgende Antwort geliefert:

"Die Vereinigung der Basen der Eigenräume zu den Eigenwerten 0 un 1 hat Kardinalität 3."

Was genau meint er damit?

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Der meint: Wenn man eine Basis aus Eigenvektoren zum

Eigenwert 0 nimmt und  eine Basis aus Eigenvektoren zum

Eigenwert 1, dann hat man insgesamt drei linear unabhängige

Eigenvektoren und die bilden eine Basis von R^3 und

bzgl. dieser Basis hat man eine Diag.matrix.

Dein Argument sagt ungefähr das Gleiche aus, denn

die Summe der geometrischen Vielfachheiten ( Das ist

ja jeweils die Dimension des Eigenraumes.) ist gleich

der Dimension des gesamten Raumes.

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