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07E.1 Matrix aus Eigenvektoren und Eigenwerten bestimmen


CC-BY-NC-SA 3.0

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einezweimal zwei Matrix ist gesucht?? zu gegebenen Eigenwerten und Eigenvektorenfinden Sie eine Matrix die das hinkriegt?? zweimal zwei Matrixmiteinem eigenen Weg durch Papier nur EVdreivierzum Eigenwertscheint hier nur EWzweiundaußerdemeinen eigenen Weg zurzwei minus einszum EigenwertnullPunkt sie machen Matrix sind das kanndieMatrix hier die ?? sinnvollerweise mal mit irgendwelchen Varianten ?? schreiben A B C D sie besuchte MatrixEigenwerte Eigenvektorenein Eigenvektordas es ein Vektor der von der Matrixzu einem vielfachen von sich gemacht wird ein Vektor der parallelbleibtsie besonders einfachwenn sie mit irgendwem Vektor in die Matrix reingehenund einen anderen rauskriegentypischerweisequer zueinanderEigenvektorist das so das das Ergebnis parallel zu dem Originalleicht an die Paradejeden Fall ein Vielfaches?? das null fachedas ist das Besondere an den Eigenvektoreneiner Matrixbesten Weg gibtund hier heißt es jetzt alsodiese Matrix sicher nicht kenne A B C D mal den Vektor drei vier muss das zweifache werden also sechs achtund diese Matrixund schwarzer Mann erfolgte beides gleichzeitig haben habe ICDmal diesen Vektor zwei minus einssoll das null fache werdenSpezialfallist aber trotzdemdann ein Eigenvektordarf zum neu wachen werden das heißt er wird zum NullvektorWasser bieten wir ?? für Eigenvektorirgendwas wurde verbotensoEigenwert kann Null sein auf der rechten Seite sozusagen der Lauf der Nullvektor stehenNotiz am Randewas ungeschickt ist hiermit Nullvektor anzufangen das verbietet man ein Eigenvektor so kann Nullvektor seit er sich vor sie nehmen den Nullvektor irgend eine Matrix mal den Nullvektorist na toll der Nullvektores wissen sich welche Eigenwert ein gehört natürlich kein zwanzig oder zwoundvierzigder Eigenwertwäre unbestimmtwenn sie sagen der Nullvektorkommt auch mal fifa wurde daraus aber welches Vielfache des Wüsten Beistrich welches Vielfachedeshalb auch man eigentlich schon immer ungleich dem Nullvektor das ergibt keinen Sinn wenn sie den Nullvektor zum Eigenvektorerklärenan dem nachher dann eigene Räume des Nullvektor wieder dabei aber erst abends drum geht Eigenvektoren und Eigenwerte zu bestimmen dann wohl bitte nicht den Nullvektorauf der linken Seite habendas klappt immer das der Nullvektor zu einem vielfachen von sich jetztaber sie müssen nicht zu welchem vielfachen Kontakt immer nur rausalso ein Vektor nicht Nullvektoraber der Eigenwertder darf Null sein ist auf das null fache rauskommenPunkt am einfachsten ist hier unten weiterzuarbeitenin der unteren Gleichungwas finden wir denn hier drei Artus vier Bdrei A plus vier B ist also sechs ?? und drei C plus vier DCihr die ?? ist achtund wir uns nach zwei A minus B zwei ?? minus B ist gleich nullNummer zwei C minus T ist gleich null dreizehnTeessind ?? und ?? sind super einfach die beiden Gleichungendas heißt ja B ist gleich zwei Aundwird das Bild gleich zwei Arm die vierte heißt D ist gleich zwei Chätte man es sie oben schon sehen können an der Gleichungwas fällt einem doch mit etwas Übung vielleicht aufsodie ersteZeileund dieser Spaltenvektor die müssen senkrecht auf einander sein sie rechnen einmal zwei plus B mal minus eins ist gleich null die erste Zeile senkrecht auf zwei minus eins und genauso ist natürlich auch die zweite Zeile der Matrix dann senkrecht auf zwei minus einsC mal zwei Plus Thema minus eins ist nulldieser Vektor wenn sie als beide Schreiben CDs senkrecht auf zwei minus einshätte man an der Stelle dann schon sehen können wie das zusammenhängtda es aber diese ganzen Gleichungenwenn meine oben dann einsetzenwas es war nicht sauberMehrkammergesehen und ausgesehenhier würde ich jetzt tatsächlichso Freistil arbeitenwir wissen also B ist gleich zwei A und wir müssen die ist gleich zwei Csowie oben einsetzendrei A plusvier B vier B sind aberacht Aist gleich sechs und hierdrei Cplusvier D dies gleich zwei Szenen stehende achtCist gleich achtmit anderen Worten hier haben wir elf war es gleich sechsheißt also gleich sechs elftelundhier haben wir elf C ist gleich acht C ist also gleichacht elftel und der Restfolgt dann von selbstalso weiß iches gibt nur eine Matrixdie das kann darin stehen sechs elftelO B statt rechts oben glaubeich fast etwas professioneller benennen sollen A eins eins A eins zwei soB wird sein das Doppelte von A also zwölf elftelC ist achtelftelacht elftel und die soll das Doppelte von C sein sechzehndiese Matrix würde das tunKommazu dem senkrechtwas weiß ich denn jetzt mit dem senkrechtwenn ich hier sehe dass der Weg zur AB als Spalte geschrieben senkrecht zu zwei minus eins ist als eine Null stehtan ich das sehe weiß ich das ABein Vielfaches von eins zwei sein muss ?? denken Sie an den Trick wie man senkrechte Vektoren bildet ich suche ein Vektor senkrecht zu zwei minus eins?? tauschen die beiden aus minus eins zwei und ändern ein Vorzeichensehen Sie dieser Vektor ja eins zweiist offensichtlichso das das Skalarprodukt mit zwei minus eins gleich Null sein mussvariieren zwei dimensionalen sind die andere Richtung des Erfindern muss AB ein Vielfaches von eins zwei seindaskriege ich raus der zweites des ?? vom ersten Jahr und jeder zweites Doppelte vom ersten AB ist ein Vielfaches von eins zweiist vielleicht für den Anfang ein bisschen gewagtsowas zu sehen?? alsoder Trick wäre sich zu überlegen es gibt nur eine Richtung senkrechtzu zwei minus eins befinde die Richtung als zweitewahrscheinlich Sumatra doch viel schneller und sichererGleichungen zu schreiben und zu lösen??also bewusst rückwärts gerechnet nicht irgendwas von wegen DeterminanteMatrix minus andermal Einheitsmatrixoder sowasEigenwerte bestimmensonderndie würde man denn umgekehrt was für die Matrix rausfinden können hier gerichtetenMatrix eindeutig bestimmen sie ist durch diese Angaben festgelegtzur Wiederholung völlig glatt auch normal wissen wollen wie ist denn um die üblichen Verdächtigenstehtdas das Bild als der Spaltenraumwas ist der Rangwas ist der Kern von dieser Matrixund was ist defektKomma sogar die Determinante ausgiebig können sogar die Determinante rauskriegendie üblichen Verdächtigenich lese das jetzt alles sind ohnezu rechnen nachdenkennicht rechnenPunktmit dem Kern anund wir wissen jetzt durch die Aufgabenstellungdieser Vektor hier zwei minus eins ist im Kern der wird nämlich zum null fache von sich der Vektor zwei minus eins wird zum Nullvektor also ist der Vektor zwei minus einsim Kernder Kern enthält mindestensdie gerade ich schreib das mal so mindestensmindestensdie gerade langsam mal zwei minus eins Professorso mindestens die geradeLander mal zwei minus eins?? Designers noch mehr drin sind aber ich weiß auf jeden Falldirekter zwei minus eins wird zum Nullvektor gemacht und dann natürlich auch das drei zwanzigfache um das Minus von vierzig fache davonzu Nullvektor Komma also mindestens diese gerade ist im Kern enthaltendas heißt der Defektist mindestenseins ich hab es so ist in den ?? geschriebenmindestenseinsweil der Kern mindestens eine Dimension hat sie defekt mindestens einsdas sagt uns über den Rangdass der Rang höchstens eins istdenn die Summe aus beiden Zweige nicht gehen zwei Dimensionen reinverliere mindestens eine Dimension im Kernkommt höchstens ein Dimensionszuflusswieder rausder handelshöchstensein jetzt wissen wir aber dass das Bildkommst diese Matrix an das das Bild auf jeden Fall den Vektor sechs acht enthältund beziehen dir zum Beispiel mit elf nullmit den Vektor modifizierensie raussechs elftel mal elf plus nichts und unten acht elftel mal elftes nichts als den Vektor sechs achtkommt auf jeden Fall vor stelltals das Bild ist mindestens die gerade vielleicht mehrmindestens die geradegeschaffenen Mühemit kein Weg zum Wechseln gibt'ssechs acht oder drei vier wäre auch gut gewesen ?? sechs acht drei vier die Fahrer voneinanderdas werde andere Eigenvektormit klar alle Vielfache von ?? einen ein Wetter komm rausentsteht hier aber noch mindestens ?? höchstens und mindestens und höchstenswas kann ich jetzt darüber sagenmuss also genau eins sein und genau eins sein bei Defekt und Rangsonst vollständig in die Summe aus Rang und Defekt muss zwei geben weil ich mit zwei dimensionalenVektoren reingehenist die einzige Chance eine mindestens eins ?? höchstens eins das beide genau gleich eins sindVanity Fair genau gleich eins ist dann weiß der Kern ist eine gerade?? esmuss also genau diese gerade seine bei dem Bild der Rang des Landkreises muss genau diese gerade seinso sind Bildungsgang und Kern defekthatte Determinantesie auch ganz ist gleichnullein gründliches ausrechnen dessen Durchmesser langweilig in der Mathematik ausrechnensinnvollerWeise denkt man darüber nachKindergartenkann sich hier schon erkennen der Dickfett ist einses gibt gerade die zum Nullvektor gemacht istdas heißt wenn Sie irgendeine Fläche bauen Einrichtungenindiese Richtung zwei hundert eins entwickelt sich zu nehmen so in diese Richtungwohnten andere Richtung wenn sie so ?? Fläche bauenund stecken diese Fläche in die Matrix rein dann verlieren sie die Länge in diese Richtung die Fläche wird null werdenes aber schon die Determinantenwohl sein oder sie sind hier die beiden Spalten sind Vielfache voneinanderSeite mit dem Rank zu tun es kommt nur ein Dimension Rausvielfachevon drei vierdie Fläche die aufgespannt wird hier ist Nullwie dem auch sei die Determinante ist nurnochdas Wasser war das was der Karte gezeichnet habe?? diese beidenEigenvektorenkönnen sich vor sie nehmen eine Flächealso in Richtung des einen Eigenvektoraus zwei minus einsundeine ganz in diese Richtung und die andere Kante drei viersowasvier?? Zauberzeichen soll wie dem auch sei Prinzip Skizzemüsste höher sein ?? müsstest schon falsch ?? müsse steiler seinKomma es darf auch kein rechter Winkel seinwas hierim Gewande zum Skalarprodukt bilden diese beiden Vektoren ein Winkelüber neunzig Grad oder einen Winkelunter neunzig Grad wie können Sie das feststellenwennalso beide Vektorenin dieselbe Richtung zeigen oder fast dieselbe Richtung zeigen dann ist das Skalarprodukt positiv denken Sie an das Skalarprodukt eines Vektor mit sich selbstdas Feuer die Länge ins Quadrat hier ist das Skalarprodukt Position Weitblick hatte sie bei neunzig Grad besser Skalarproduktnull und darüber hinaus wird es negativ das heißt ?? gezeichnet habe ist immer noch falsch der das Skalarproduktdreimal zweiFirma minus eins Skalarprodukt ist zwei Positivdeliktemuss unter neunzig Grad seinalso selbst wenn es ?? hätte wieder zu zeichnen und vielleicht etwasplausibler zeichnendiese Regel ist kleiner als neunzig Gradwie dem auch sei die Frage war gerade andere sie gehen mit dieser Fläche rein in die Matrixmit der Fläche gehen sie reinvielleichtmit welcher Fläche kommen sie dann wieder rauswelcher Figur Beistrichihr sagen kommen sie dann wieder raussodrei vier wird auf sechs acht verlängertenNachbars Kabarettdrei vier wird verdoppeltzwei eins wird von null Fahrtdas ist die in Anführungszeichenflächedie sie rausbekommendie Fläche ist Nulldie Determinante ist nur