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07.1 Eigenwerte, Eigenvektoren


CC-BY-NC-SA 3.0

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Eigenwerteund EigenvektorenEigenwerteEigenvektorengewährte Eigenvektorenwenn ich mir angucke was eine quadratischeMatrix ist es wichtig was eine quadratischeMatrix so mit einem Vektor veranstaltetquadratischeMatrixVektor veranstaltetdann ist das einfachstewas die mit dem Vektor machen kann dass die den parallel zu sich lässt es die ein Vielfachesdraus machtdas wäre das billigste sie nehmen einen Vektorschmeißen den in die Matrix von gestern multiplizieren als Spaltegegen einen neuen Vektor zurückwenn das das Doppelte oder das Minus Wurzel zweifach ?? Whisky Fach ist ein Vektorparallel oder antiparallel dazunoch das nur schwaches ?? gibtes in Nullvektor danach istdann ist dasein Eigenvektorist ein Eigenvektor der Matrix ein Vektor der von der Matrix zu einem vielfachen gemacht wirddie treten dann zum Beispiel der Physik auf als Eigenrichtungen?? sie einenKreisel habenbei der bestimmte Einrichtungenin der sich besonders gerne dreht ??Achsen wirklich besonders gerne drehtman hat es wenn man nämlich Kristalle untermechanische Spannung setzt das bestimmte Richtungen bevorzugt sind bestimmte Richtung überhaupt nicht gehen wollenpassen typischerweise dannRichtungen entlang von Eigenvektorenwarenmal die genaue Definition denn das geht'swenn das Geld die Matrix macht einen Vektor zu einem vielfachendieser Vektor ist nichtder Nullvektordann heißtdieses vielfacheEigenwertsteht als das vierfache Eigenwertunter Vektor als Eigenvektorwird und der vielfach als eigen der Vektor als Eigenvektorein Vektor der ebenetwas Besonderes etwas eigenes der Matrix ist es der Matrix eigens als im englischenlustigerweise auch EigenvalueundEigenvektorund nicht sowas wie Popper Value verwechselte beim bei eigenanwichtig ist dass diese Eigenmittel niemals Nullvektorsein darf denn wenn sieden Nullvektormultiplizierenmit der Matrixwenn sie den Nullvektorin der mit der Matrix dann können Sie ja sagen was sie rauskriegenist das wie vielfache vom Nullvektorersetztedas ?? Punkt es ist zwar das beliebig war sie können sagen dass es das dreizehnfachevon Nullvektor sie können aber auch genauso sagen das ist das Minus Kiefer vom Nullvektordas macht keinen Spaßander Eigenwert wäre nicht bestimmtschließe den Nullvektor aus Eigenvektordas man nicht in Nullvektor man baute nach wieder dazuverwendet um mit Eigenwerte zu bestimmenmuss dieser Vektor hier etwas anders sein als der Nullvektor sonst kann der Eigenwertsonst was werdendamit ?? die erstenEigenwerte hinschreiben und fünf Minuten?? Beispiel das OriginalArmich fange an mit dieser Matrix wird zweinullnull minus dreiwas hätten wir an EigenvektorenEigenwert dazu und vielleicht noch einen zweitenEigenvektorEigenwertdazuist er nicht gesagt dass es nur einen einzigen gibt?? heilenderRahmennummerzwei was wäre ein Eigenvektorhiervon welche Vektor wird zu einem vielfachen von sichX einer Sekte macht diese Matrix das Doppelteaus dem Epson Einheitsvektor macht diese Matrix das minus dreifachediestreckt also um Faktor zwei entlang der x-Achseund Spiegelsan der y-Achse und Stefan spiegelt eine x-Achse schon spiegelt eine x-Achseund streckt dann noch um den Faktor dreientlang der y-Achsewas gibt's für Eigenvektorender hier der eins null ??der Standard Basisvektor in Längsrichtung wird zumzweifachen offensichtlichund der hierder null eins ??mit zumindest dreifachenRahmenmehrmals den Jahren Punkt können null minus eins eins nullwas ist das anschaulich?? das ist die Drehung um neunzig GradX wird zu Y sei die erste Spalte Epson wird zumindest exakt die zweite Spaltenicht irgend ein Vektor habe und drehe denen neunzig Gradkriege ich einen anderenaußer dass der Nullvektordes ?? gar nicht vorkommen ?? die mit den Eigenvektordas heißt das geht mich diese Matrix hat zumindest solange man bei der Zahn bleibt keineEigenwerte keine ein Vektorthemaeinfach gelöst wie stets bei dieser Matrixdie Einheitsmatrixelfbesteht bei der EinheitsmatrixmitEigenwerten und Eigenvektordie eines MatrixpaketenVektor zu sich selbstdas Eis in ihm irgend einen Vektor dreizehn zweiundvierzigund der wird das einfache von sich selbst ?? sie nehmen minus die Wurzel zwei und auch der wird es einfach selbstdas ist alsoein richtig großes Problem bei der Einheitsmatrixdann Richtlinienull eins eins nullrichtig zu nummerieren??vierzehnfünfzehnsiebzehn ja irgendwer sagt und Spiegelunggenau welcher Vektor wird bei dieser Spiegelung zu einem vielfachen von sich selbstalso die Spiegelung einer von vierzig Grad Akt eins eins ein Vektor entlang der Achsebleibt er selbstwenn sie spiegelnEigenwert einst ein Vektorsenkrecht zur Achse minus einsminus eins eins eins nach linkseins nach oben wird zu minussich selbst ?? wird unter gekipptso und jetzt hier der letzteausdemX Basisvektorwird eins einsder wird zudemaus dem Y Basisvektorwird aucheins einswas werden Kandidaten für Eigenvektorenalso für mich schreit diese Richtung hier die Diagonale danachausprobiert zu werdenwas passiert wenn die diesen Vektoreinsätzeneins einsda das zweifacheEinmaleins plus Einmaleins macht zwei oben einmal alsdas Doppelteund ich würde ebenfalls den hier ausprobierenminus eins einswenn sie den Einsätzen das wie vielfachenull fache in der Tat wenn sie denen nehmen wieder platt gedrückt da bleibt nur noch null übrigeinmalminus eins plus Einmaleins wird Null undunten einmal mindestens einmal wird sicher noch die beiden letzten Lücken Texte hierergänzen musszum Abschluss gebrachtwenn ich eineneigenen Weg zureiner Matrix habeder Mann Matrix A habeunserschönes ?? sein wenn ich ein Eigenvektor einer Matrix A habekann ich immer probieren was mit der dritten Potenzpassiertdie Matrix muss quadratisch ein Eigenvektorennur für quadratische Matrizendas Gericht ja nicht vergleichenes für dich hier mitvier Komponenten reingehen mit drei raus geben das könnte nicht im Vielfache seinwenn ich die dritte Potenz der Matrix werde das kann ich war die Matrix quadratischeswenn ich die dritte Potenz der Matrixbilderist dasdie Matrix mal die Matrix mal die Matrix malden Vektorund Versicherten rückwärts zusammenhier hinten Matrix meinen Vektor ja toll hinten das istEigenwert mal Vektorhinein beziehe ich rausdann steht er wieder Matrix mal Vektor ist noch mal Eigenwert mal Vektor und noch immerzum Schluss habe ich dann der hoch dreimeiden Vektorder Kinder zwischen mal zu machen müssen weiter rechnendiesem weiteren finden Sie das wenn sie eine Potenzder Matrix auf den Eigenvektor anwendenkann die Potenz vom Eigenwertdasist auch ein guter Grund dieses Produkt von Matrizen als Potenzen zu bezeichnen das ihr plötzlich die Potenz von einer Zahl stehenmit anderen Worten wenn Sie diese Matrix hoch drei nehmen und setzen den Vektor eindas achtfache rauszwei ?? dreifacheähm das hat nun mit der inversen Matrixgeht das netterweise auch wenn sie existiertwenn dennauch minus eins existiert für sagen wenn die Matrixnicht quadratische sondern obendrein die dem Land ungleich nun hatwenn die inverse Matrix existiert passiert das was passiv mussKehrwert vomEigenwert rausprobiere folgendesauch minus eins angewendetauf Lander mal mein Eigenwertwas wird das werden naja langsamer Eigenwert kenne ich das es auch minus eins mal Amein Eigenvektorandermal EigenvektoristarmerEigenvektorihr hinten das umgeformtaber hier steht jetzt auch minus eins mal Adas ist nicht anders als die Einheitsmatrixhier kommt also V auswenn ich die inverse Matrix auf das landerfache vom Eigenvektor anwendekriege ich den Original ein Vektorhausmit anderen Wortenwenn ich die inverse Matrix auf denEigenvektor Einwände bezüglich eins durch Lander oderLander hoch minus einsmeinen Vektorraumsdas heißt derEigenvektorzu einer Matrixist auch ein Eigenmittel sind das Matrix wenn sie existiertder Kehrwert seines Originalen Eigenwertistein Eigenwert für die inverse Matrixmüsste jetzt darüber legen dass es Lander niemals null sein kannund das darf nicht sein weil sonst aus der inversen Matrixder Nullvektor hieraus