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Aufgabe:

Eine R lineare Abbildung f sei gegeben durch f : R^3 -->R^2 : x = (x_1,x_2,x_3)^t → f(x)= (4x_1 + x_2 -2x_3 , -x_2 +x_3)^t .
Bestimmen Sie die darstellungsmatrix A:=M von B_2 nach B_1 (f) element R^2,3 von f bezüglich der angeordneten Basen
B_1 = 
| 1 0 2  |
| 0 -1 1 |
| 1 0 0  |

B_2 =
| 1 1  |
| 1 -1  |
von R^3 bzw R^2.


Problem/Ansatz:

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Aloha :)

Die Abbildung \(f\colon\mathbb R^3\to\mathbb R^2\) hat als Input einen Vektor mit Koordinaten bezüglich der kanonischen Standardbasis \(E3\) des \(\mathbb R^3\) und als Output einen Vektor bezüglich der kanonischen Standardbasis \(E2\) des \(\mathbb R^2\). Daher können wir die Darstellungsmatrix \({_{E2}}M_{E3}\) angeben:$$\small\begin{pmatrix}x_1\\x_2\\x_3\end{pmatrix}\mapsto\binom{4x_1+x_2-2x_3}{-x_2+x_3}=x_1\binom{4}{0}+x_2\binom{1}{-1}+x_3\binom{-2}{1}=\underbrace{\left(\begin{array}{rrr}4 & 1 & -2\\0 & -1 & 1\end{array}\right)}_{{_{E2}}M_{E3}}\begin{pmatrix}x_1\\x_2\\x_3\end{pmatrix}$$

Die Koordinaten der Basisvektoren von \(B1\) und \(B2\) sind ebenfalls bezüglich der jeweiligen kanonischen Standardbasis angegeben, daher kennen wir die Transformationsmatrizen von \(B1\) nach \(E3\) und von \(B2\) nach \(E2\):$${_{E3}}\mathbf{id}_{B1}=\left(\begin{array}{rrr}1 & 0 & 2\\0 & -1 & 1\\1 & 0 & 0\end{array}\right)\quad;\quad {_{E2}}\mathbf{id}_{B2}=\left(\begin{array}{rrr}1 & 1\\1 & -1\end{array}\right)$$

Damit können wir die gesuchte Darstellungsmatrix \({_{B2}}M_{B1}\) mit Input-Vektoren bezüglich \(B1\) und Output-Vektoren bezüglich \(B2\) bestimmen:$${_{B2}}\mathbf{id}_{B1}={_{B2}}\mathbf{id}_{E2}\cdot{_{E2}}M_{E3}\cdot{_{E3}}\mathbf{id}_{B1}=\left({_{E2}}\mathbf{id}_{B2}\right)^{-1}\cdot{_{E2}}M_{E3}\cdot{_{E3}}\mathbf{id}_{B1}$$$$\phantom{{_{B2}}\mathbf{id}_{B1}}=\left(\begin{array}{rrr}1 & 1\\1 & -1\end{array}\right)^{-1}\cdot\left(\begin{array}{rrr}4 & 1 & -2\\0 & -1 & 1\end{array}\right)\cdot\left(\begin{array}{rrr}1 & 0 & 2\\0 & -1 & 1\\1 & 0 & 0\end{array}\right)=\left(\begin{array}{rrr}\frac32 & 0 & 4\\[0.5ex]\frac12 & -1 & 5\end{array}\right)$$

Avatar von 152 k 🚀

vielen vielen Dank für Ihre Antwort.

Ich hab noch eine Frage und zwar wie kann ich wissen bei welchem Basis (B1 oder B2 ) soll ich Invers machen?
:)
LG

Die Matrix \(_{E2}\mathbf{id}_{B2}\) transformiert von der Basis B2 in die Standardbasis E2. Du brauchst aber die Konvertierung in umgekehrter Richtung:$$_{B2}\mathbf{id}_{E2}=\left(_{E2}\mathbf{id}_{B2}\right)^{-1}$$

Vielen Dank :)

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Hallo

Bilde die 3 d Basisvektoren ab, schreib die Bilder als linearkombination der 2d Basisvektoren, dann hast du die Spalten der Matrix. Beispiel (1,0,2)^T->(0,2)^T=b1+b2=(1,1)^T erste Spalte (1,1)

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Danke für die Antwort ^^


f(x)=

\( \begin{pmatrix} 4&1 & -2 \\ 0 &-1& 1 \end{pmatrix} \)


Die erste Basis =

\( \begin{pmatrix} 1\\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} \) * \( \begin{pmatrix} 4&1 & -2 \\ 0 &-1& 1 \end{pmatrix} \)

Also erste Spalte = \( \begin{pmatrix} 2\\ 1\end{pmatrix} \) bei mir .


Ist das richtig was ich gemacht habe ?

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