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05E.1 Determinanten von zwei 3x3-Matrizen und deren Produkt; Dreiecksmatrix


CC-BY-NC-SA 3.0

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gebendiese beiden MatrizenAnull null null B null nullnull CABCirgendwelche Zahlen?? stellt sich bei ABC einfachdreizehn zwei vierzigund früher sein zwanzig noch vor?? weiß immer mit Variablen statt mit festen Zahlen geben diese Matrixund gegeben diese MatrixeinsE Fnulleins Gnull null eins?? letztlich übernahm HS gleich das und wie ich das sozwei Matrizen mit NamenFrage was es jeweils die Determinantedie Determinantevon Ahaus ist die die Determinantevon Bwas ist die?? und die könnte das geometrisch erklären wenn sie die Determinanten ausgerechnet haben warum kommt das raus was sie rausbekommenhabe ?? Nummer Geometriedahinterdann bestimmen Sie mal das Produkt A mal Bwas kommt aus dem Produkt rausund was ist mit der Determinantedes Produktsdieser beidenMatrizenund auch da wieder die Frage wie hätte man das dennsich auch anders vorstellenkönnen Beistrich geometrischwäre man noch anders aufgekommenauf die Determinante vom Produktichfindet am leichtestenmit mir vorzustellen was mit der Geometrie passiertmit mir angucke was mit der Standardbasispassiertsie ausgehenvom Einheitswürfeleins in Richtung X eins in Richtung ?? nach hinten Yund einsnach oben Zwenn Sie so wollenich gucke mir den Einheitswürfelan eins eins einsparallel zu den Achsen frage mich was damit passiertbei dieser bei Anwendung dieser Matrixdann sehen Siedasder XStandard Basisvektordieser hier mal eins null null wegen raus A null null gemerktdiese externe Basisvektorwird auf das einfache verlängert wenn A negativ ist?? natürlich auf dieandere Seite wenn auch positiveswird auf das einfache verlängert Beziehung Weise wenn A zwischen null und eins ist wieder der imbisschen kürzerder extended Basisvektor mal Aralso wenn ich jetzt mal davon ausgehe dass A größer ist als eins würde ich sowas Fragezeichen diese gesamte Strecke hierwäre dann aberdass wir jetzt meine neue Kante unten vom Würfel entsprechend das mit demYStandard Basisvektorwenn sie mit null eins null modifizierenes geht dann um B in die Tiefeund in die Höhe geht es um Cdann sind sie was aus ihremWürfel wird aus ihrem Würfel wird ein Quaderund der Quader hat natürlichjetzt ein Volumen von A mal B mal C ist in der Breite um Faktor Agrößer geworden ist in der Tiefe um Faktor B größer geworden und er ist nur höherem Faktor zehn größer geworden also das A mal B mal zehn -fache Volumen der Formen des Volumen eins einmal einmal eins und es passt netterweise auch wenn A und B und C kleiner sindals null in A und B und C negativ sind hätte ich sagen sollendamit das Volumen sozusagenwas ausrechnen einmal wimmert sie wie das Volumennegativ das wird sie normalerweise nicht sagen sie würden mich minus drei Liter Milch kaufenaber in diesem Spiel ist es natürlich sinnvoll für ?? eins die Determinante habenmit Orientierungwelche Orientierung ein Rechner ist das wunderbardas amalbi Maxi negativ wirkte sich vor ?? ist negativDanziger Würfel ja so ausA negativ wie positivsie positivdie Orientierung des falsch war sie außerdem ?? tatsächlich was negatives raus ?? mich aus dem Volumenaber aus der Determinante wollte was negatives raus habendas kriegen wir hinund sie haben die Determinante ausgerechnetnatürlich kommt der Arbeitnehmer C raus?? mit ServiceA mal B mal C ist das erste was ich nach ServicekriegeKomma wie Mercedes kommt NSN null mal null mal null sechs null mal null mal null Nixvon unten nach oben minus null mal B mal null sechs minus Normalnull mal heißt X minus zehn mal Nummer null ist auch wächst die Determinante Summary Maxibis jetzt ABC Werte dürfen auch negativ sein dürfen auch null seinwenn einer von den drei null isthaben sie keinen Quader mehrstreng genommen sondern nur noch einePlatzes ein plattes Objekt ohne Volumen die Determinante ist null das was vor das Volumen eins hatte wir zu einem Objektmit dem Volumen nulldas wäre die Anschauung dahinterihren zweiten was etwas überraschenddass dieses Ding die Determinante eins hat das Volumen und die Orientierung werden erhaltenegal was E und F und G ist interessanterweiseauf in die negativ sindhat das was heraus kommt dieselbe Orientierung des selben Volumenwie das Originalwar hier ja nicht so wenn ein negativeshatte zum Beispiel die Orientierung umgekippt bin B und C positiv sinddie können A und B negativ wählen und sie positiv dann sollte ?? wieder okayersann sie zweimal gespiegeltein Mediziner sowie einmal eins mal einstoll plus immer geh mal null ist egal Plus elf mal Normalnull ist egal minus Nummer eins bei elf null minus normal gema nur minus einmal ohne auch nur es bleibt einzig Determinante schlicht und ergreifend eins überraschenderweisekann man sich überlegenuntersich überlegen okaywarum warum warum wastutdiese MatrixunseremEinheitswürfelmüssenKomma angucken was die Spalten bedeuten das hätte mir vorne schon tun können oder was so einfachwas passiert wenn sie diese Matrixeins EFnull eins G null null eins wenn Sie diese Matrix zum Beispiel mit null null eins multiplizierenwas passiert werde ich das auf die Schnelle raus kriegen könnenwas ich hier jetzt ausrechnen Matrix mal Vektordieletzte Spalte kommt raus sowarum kommt die letzte Spalte rauseinmalnull ist egal Plus E mal null ist egal Plus elf mal eins hier steht Fnull mal null ist egal einmal null ist egal geh mal eins da steht GNormalnullist egal Normalnull ist egal einmal eins da steht einswenn Sie eine Matrixmit dreimal drei Matrix mit null null eins multiplizierenKrings die letzte Spalte raus wenn sie mit eins null null modifizierendie erste Spalte raus und so weiter und so weiterwenn die StandardbasiseinsetzenMatrix mal Vektoren der Standardbasiskriegen sie Madison sowie die Spalte raus das schon bei dem Spaltenraumsowelche Vektorenkönnen aus einer Matrix rauskommenalle Linearkombinationenvon den Spaltenbei der Spaltendu könntest auch zustandedas gutim Hinterkopf zu habenmit einem Standard Basisvektor modifizierenbedeutet diese unsolide Spalte rauszukriegenaus der Matrixdas heißtwenn sie mit demEinheitswürfelreingehensind dreidimensional mit dem Einheitsquadratzweidimensionalenmit was auch immer empfinde Missionaren sie an was es werden müsstein dem hier mit dem Einheitswürfel reingehen kriegen sie als neue Kanten einfach die Spalten raushier die erste Kante an null nullwird die erste Kante werden null B null wird die zweite Karte werden null null Zivi die dritte Kante werden sie sehen andere Bekanntenihr Objekt bekommt dann ?? es ist hier jetzt noch ein Quader hier wird es gleich nicht ?? ein Quader seines im allgemeinen einspartParallelitätdie Verallgemeinerungvon Parallelogrammparallelogrammhatvier Seitenjeweils paarweiseparallel sind Parallelitätist das analoge dann im dreidimensionalendas wird es im allgemeinen werden aus diesem Würfel wird ein Parallelgebetwerden sich keine Kugel draus werden undkein Industrie draus werdendie Arbeiten im Jahres wird im allgemeinen ein parallel ?? Ethos werden hier schon etwas spezieller ein Quaderbeigezogen Würfel draus siehedreizehn dreizehn dreizehn auf die diagonal schreibenden Witten würfelt ausweit ausgeholtbegründet das die Kanten ablesen die Kanten vom Ergebnis eins null nullistdie eine Kante von unserem Ergebnis das bleibt also soeinzelneGehalt haben weiterhin eine Kantehier in X Richtungdie nächste KanteE eins nullsind diese nicht mehr in Hilfseinrichtungmit der nächsten Kante seinen Bericht und die eins null sowie für die kein Zahlenwertirgend eine positive Zahl vielleichtums aufzuzeichnendarf auch negativ sein darf null sein aber etwas unsicher sind Zeichennimmt eine positive Zahl für ?? das heißt ich gehe ein Stückchenin X Richtungeinzelne Y Richtung null NZ Richtungein Stückchen Indexrichtungeinzelne zur Richtungsowasund nur DZ Richtung also dieser Vektor hier der liegt in der X Y Ebene nicht platt auf dem Bodennull NZ Richtung diese neuen Lizenzrechteweckte der unten platt auf dem Bodenetwas einzumischen ?? wie die sozusagen Grundflächeunserer neuen Figur aus sieht das Muster wohl sowas werdendas wird unsere Grundfläche werdenwenn sie von oben guckenX Y wenn sie von oben guckensowas dannein Parallelogrammdas Quadrat voreilig und frech ein Quadrat ist jetzt verzogenist es ein Parallelogrammwas wissen Sie über die Fläche von diesem Parallelogrammda unten auf dem Bodensodas ?? dieselbe Fläche wie das Quadrat die Fläche einsdas ?? hier so gezeichnet?? das passiert mit unserer Grundfläche?? die wissen was ich meine das passiert mit unserer Grundflächedie könnten ganz dreist sagen das drei was wieder vorne fehlt hänge ich da hinten dran wäre eine Möglichkeit oder sie könnten sagenneuerGrundlinie Höhetut sich nichtsUndine Blatt eins Höhe bleibt einswie dem auch sei dieses Parallelogrammhat weiter die Fläche einswas es war Beistrich als er dieselbe Fläche wie vor die große Hildegard hat die Fläche einsSchädigung nennt sich das in der Mathematikschon irgendwann gesagt vierundzwanzigstendas eine Schere und dabei bleibt jetzt hier in zwei dimensionalenBescherung über die Fläche erhaltenund was jetzt noch gibt's in zwei dimensionalennatürlichich muss nur noch die dritte Kante anguckenFG einsnicht mehr diese Kante senkrecht auf eine Einheites weiterhin eins nach obenaberauch ein bisschen nach links oder rechtsbisschen nach links oder rechts mehr oder weniger nach links oder rechts und nach vorn oder hintenaber dieselbe Höhe wollenvielleichtsowasals Beispiel irgendwas einzeichnen immer sowas hier als Beispielalso ?? Punktam Ende hier mit der Höhe einsaber nicht mehr unbedingt X gleich null und Ykönnte auch hier liegenda liegen wir Komma Hauptsache die Höhe einsabhängig von diesen F und Gman es jetzt weiter treibtPunkt denn jetzt habe ichdrei Kanten für mein Parallelitätsgesetzweiter treibtalsofolgendesalles hübsch parallel wie ein Parallelogrammhabe jetzt eben im Raumsowie das AussehenParallelogrammraumund der Witz ist natürlichdie Höhe von dieser Figur ist weiterhin einsdenn dieser Punktdamit auch der und der und der sich auf dem Boden geblieben bin am alle die Höhe einswas dabei rauskommthat wieder das Volumen eins es ist kein Würfel mehraußer trotzdem dies Volumen einsfindest am leichtesten vorzustellenmit zum Stapel an BierdeckelquadratischenBierdeckel haben einen StapelquadratischerBierdeckel sowas hierund dann schrägen sie den an aber das gelingt mirdie Herausforderung zeichnerisch allseits so was wirstellen den schräg diesen Stapel Bierdeckelso in dieser Formschien diesem bisschen drübersie haben genauso viele Bierdeckel wie zuvorselbe Grundfläche selbe Höhejeder Bierdeckelhithat dasselbe Volumenwie zuvorsie haben insgesamt ?? Semikolonsie ?? sich ganz hundertprozentigweil Treppe am Rand haben aber stellen sich vor sie haben sehr sehr dünne BierdeckelPunkt daswunderschön hin mit dem Volumen aus einfachen Stapel Bierdeckel schräg stellenselbes Volumen das passiert hier eine schieren im Raummuss dasselbe Volumen auch wenn man sich das am Anfang sehr schwer vorstellen was egal was sie als E und F und G reinschreibendas Volumen und die Orientierung obendrein das Volumen und die Orientierungwird so bleiben wie es vorher war die Determinante ist einsdasProdukt der beiden Matrizenmalnach Rezeptlinks A rechts B es kommt auf die Reihenfolge normalerweiseanZwillingsarmenRechtsbeamtinin die erste Zeilevon Armani erste Spalte von B A mal eins Plus Normalnullplus Normalnullspäter warsie nehmen die erste Zeile mal die zweite Spalte von B für erste Zeile zweite Spalte erste Zeile mal zweite Spalte A mal Eplus nullnullund sie steht einfach am AGfür den in der dritten Spaltedas seinem Ergebniserste Zeileder Spalte A mal elf plus Nix steht Amal Fweite Zeile erste Spalte im Ergebniszweite Zeile erste Spalte null mal eins Plus B mal null Plus null steht eine Nullzweite Zeile zweite Spalteseine zweite Spalte nur mal eben groß B mal eins Plus Nummern X zu Bzweites Halledritte Spalteseine dritte Spalte Nummer F plus B mal G plus XB mal G steterdritte Zeileerste Spalte dritte Zeile erste Spalte null mal einsPlus Normalnull plus Seemann oder steht eine Nullzweite Spaltenull mal E-Plus null mal eins Plus Thema null ist schon wieder null und der allerletzte dritte Zeile dritte Spalte null mal elf Nix los nun bei GMX plus zehn mal einsversteht Cdass das Produkt dieser beiden Matrizennetzkönnen wir nochnach Rezept die Determinantedavon ausrechnennebenbei durch das zu schreiben fällt mir aufwenn sie die Matrizen mit Buchstabenschreiben Sie möglichst nichtdiese Betragsstrichedie sind für was anders reserviert das soll gefälligst nicht negativ werden wenn ich das so schreibe scheint es nicht sowenn sie Zahlen haben zum Block einzahlen und wollen die Determinante haben dannschreiben Sie die Betragstricheohne ?? runde Klammer zudie mit Herzen der ihm keine Betragstriche mehr seinen Determinantenstrichein dem Fall gestrichenKomma wenn sie Namen habenVariablennamenhabenoder Konstanten am ?? für ihre Matrizen Anschreiben sieht nett Klammer aufweil diese Striche des rechts Doppelstrichefür was anders reserviert sindund das soll ich negativ werden die Determinante wird zweifelsohne negativ soin derBemerkungdie Determinante hiervon wieder mit ServiceA mal B mal Cplus AE mal BG mal null egal Plus AF mal null null ?? ist auch egal Minuszeichennull minus dritte null Minuszeichen ?? nur es bleibt bei ABCund das hätte man auchviel einfacher haben könnendenn man weißüber Determinantenvon Matrizenproduktenwasmandarf also dieDeterminantenmultiplizierenDeterminanteA mal DeterminanteBABCmal einswürde auch funktionierenund dass es mathematischjetzt nicht sotiefsinnig eigentlichwenn sie dieses Matrizenprodukt hinschreiben heißt das ja erst die Matrix B anwendendann die Matrix A anwendenwelche Matrix kann das insgesamt machenwas wird mit dem Volumen passierendie Matrix B wird das Volumen um irgend ein Faktor ändernund dann wird die Matrix A das Volumen um irgend ein Faktor ändernAtoll Produkt der beiden Determinantenund die Orientierungwenn B die Orientierung ändertist die Determinante von B negativwenn A die Orientierung nicht ändert ist heute um insgesamt geändert Ion kommt was negatives raus wie das sein muss wenn B die Orientierung ändert und A die Orientierung ändert beideDennis J Jung wieder okayB macht aus der rechten Hand eine linke unter macht aus der linken Hand wieder eine rechte wenn beide die Option änderndann sind aber auch Juden beide Determinanten negativ und des Produktes wieder positives kommt also hin sowohl mit dem Volumen wie auch mit der Orientierungund im ?? zwei Dimensionen oder in vier Dimensionen dann ?? das analogeals interessanterweisehatte sie Determinantediese Eigenschaft dass die Determinante eines Produkts von Matrizendas Produkt der Determinantenist hiereine ganz komplizierte Rechenoperationdas ganz kompliziert eine aufwändige Rechenoperationvielleichttausend mal tausend Matrix mal tausend mal tausend Matrixdie es viel zu rechnen und davon die Determinanteund die und dieses Mal ist einfach nur das Produktvon zwei reellen Zahlen die Determinante da ist eine reine Zahlen da sein letzter trotzdem muss dasselbe rauskommenschon rein anschaulichabschließendnoch eine Beobachtung sie sehen das hierin dieser Matrixunterhalb der?? Hauptdiagonalenur Nullen stehen das es nur Dreiecksmatrixund offensichtlichbin ich jetzt E und F und G richtig wähle jetzt nicht A und B gleich null sind nicht richtig wäre kann dastehen was will und dastehen will was will und dastehen was wäre wenn sie Solomatrix haben eine obere Dreiecksmatrixund dann will sie Determinantekönnen Sie einfach auf der Hauptdiagonalenmodifizierenhat man hier schonsehen sie auch mit seriös das es offensichtlich zu sein musssie seriös anwenden hier ?? gespannt wenn sie unter der Hauptdiagonalenur Nullen haben dürfen Sie einfach um die Determinante zu bestimmen auf der Hauptdiagonalenmodifiziert Amalbeamals sie zum jetzt ja nur nicht ganz hundert prozentig bewiesenwas ist wenn A gleich null ist und sowas aber man ahnt es schon maldas geht dann auch wenn sie vier mal vier und tausend mal tausend Matrizen haben die Determinanteeiner Dreiecksmatrixkrieg ich einfach indem ich auf der HauptdiagonalenKomma links multiplizierenund das hatmehr oder minder banale geometrische Gründe