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05E.3 Matrix für senkrechte Projektion; davon Bild, Rang, Kern, Defekt, Determinante, Quadrat


CC-BY-NC-SA 3.0

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wirkonstruierenmal eine zweimal zwei Matrixund zwar eine zweimal zwei Matrix die folgendegeometrische Transformationbeschreibtich gucke mirdie gerade Y gleich X an die DiagonaleY gleich X und was ich nun meinenPunkten in der Ebene antue ist folgendeswenn ich hier ein Punkt habebetrachte ich das Lotauf diese gerade Y gleich Xdiesen Punkt mache ich aus dem Punkt also das ist die Konfirmationdie ich betrachteeine senkrechte Projektiondas so schön heißtgegeben einenPunkt im März zweidas Lot auf jetzt diese gerade hier meine andere nehmen können auf diese Grade bildenunternehme ich den Fußpunktdes LohnsalsErgebniseiner Transformationder Punktdas Lot bildender Wert draus werdeneine senkrechteProjektionPunktsie bestimmen mal die Matrixdazu ??es geht mit einer Matrix sieht man dannnebenbeiein wichtiges Indiz ist schon mal das der Ursprung liegen bleibt es im Ursprung nehmen und projizieren auf diese gerade dabei liegenwie muss die Matrix aussehen die das kann die das beschreibtjetzt die Ortsvektor beschreibt das ?? unnormal etwas klarer machen die beschreibt was den Ortsvektor passiert als sie nehmen diesen Ortsvektorvon rechts an die Matrix multipliziert und es muss diese Ortsvektor rauskommen das ist der Job der Matrixwenn das hier X istdie Matrix in den Besserverdiener wieder A dann soll dieses hier der Vektor A malig sein so soll die Matrix funktionierendiverseWege also sie können sagen ich suche eine Matrix Azum Beispielsosuche eine Matrix A mit folgender Eigenschaftwenn ich den Weg zurAufnahme hier einst nach linkseins nach oben wenn ichdiesen Weg zur nehmeeins nach links eins nach obendann musste er zur null null werdendiese Eigenschaft muss meine Matrix haben wenn Sie den Weg zu nehmen und projizieren auf diese gerade diesen Punkt nehmenden Ursprung raus?? eine MöglichkeitGleichungaufzustellenfür unsere Matrix A eine zwei zwei Matrixunternehmen sie vielleicht noch hier ein Vektoreins eins Demos bleiben wo ist das nicht mal erklärenwie man sich das vorstellensoll wenn sie dicht an diesergeraden sind bilden das Lot und dann den Fußpunktvom Lot sehen Sie auch die beiden liegen schon extrem dicht zusammen und das macht man natürlich weiter das soll so definiert seinwenn ich ein Punkt habe der auf dieser geraden liegt das der liegen bleibt schlicht und ergreifend zu Drehung um null Gradoder eine Spiegelung?? sie vor das wir eine Spiegelung an einer geraden die Punkte auf der geraden dagegennur das möchte man auch hier bei der Projektion auf diese geradedie Punkte auf der gerade sollen liegen bleibendas heißt ich könnte obendrein forderneins einsOrtsvektor sonst Punktder soll bitte wieder zu eins eins werdenkönnte man machen sie haben vier Unbekannte in Sackmatrixdrin stehen die vier Einträge Smart sind es uns unbekanntendefensive Gleichungenso könnte man das machenoderwenn sie sichhoffentlich dran erinnern in der Matrix stehen als Spalten ja einfach nur die Ergebnisse die ich bekomme wenn ich eins null und null eins einsetzeist ja noch viel leichterwas macht die Matrix aus eins nullvier soll eins null seinlesen Sie mal ab was passiert mit eins nullZeugnisnoch einmal größerdas hier ist eins da ist die null hier ist meine gerade mit fünfundvierzig Gradnatürlich die senkrechte Projektion haben dieser Punktsenkrecht projiziert auf meine gerade auch des Bildes etwas verzogen sei sonett sich die Koordinaten von diesem Punkt habensichvon meiner Zeichnungirritieren lassenein halb ist X Koordinate davondie Höhe hier Zeitaltersin zwei spiegelsymmetrischeDreiecke jährlich auf über fünfundvierzig Graddiese Länge ist gleich der Länge und so weiter und so weiter ich bin in der Mitte ein halb dasselbe passiert auf die y-Achse also auseins null wird ein halbeinhalbund aus null einswenn sie den hier nehmendann endlich auf denselben Punkt das wusste ich nicht dieser hier landet auf dem Punkt dieser hier landet auch auf dem Punktfür dasselbe draus auch ein halbeinhalbund damit habe sofort die Matrix die oben müssten sie jetzt vier Gleichungen für Unbekannten lösen die Einträge die Matrixsind ihre unbekannten dann das nervt hier unten sehen Sie sofort die erste Spalte sein ?? ein halb und die zweite Spalte ist auch ein halbeinhalbbeschenktweiß also bitte Matrix aussehen muss beziehungsweise?? ?? sie sagen ich weiß wenn's eine Matrix gibt wie sie aussehen muss sich endliches überlegen warumdie das mit einer Matrixjetzt nur für ein paar Punkte angegucktdas heiße nicht das ist für jeden Punkt mit der Matrix geht weiß es jetzt für diesen Vektor wird es funktionierenfür diesen Vektor wird es funktionierenwie können sie begründen das es auch für so ein Vektorquer funktioniertmit dieser Matrixsiezerlegen alsodiesen Vektor hier irgend einen gegebenen Vektor zerlegen sie einenSohn zu viel mal den Vektor in X Richtung plus unsere Firma den Standard Basisvektor Y Richtung dem zerlegen in zwei Anteiledes muss man sich noch überlegenwesentlicher Schritt Tranceformationdiese senkrechte Projektion ist eine lineare Abbildungwenn sie jetzt jeden dieser Teiletransformierensie nehmen den sie nehmen den für sich konsumieren jeden dieser Teiledas ist dasselbe wenn sie das Addieren dann als wenn sie dann Summation auf das Ergebnis anwendenist eine lineare Abbildungdeshalb geht das mit der Matrixich möchte ausrechnenwas mit diesemVektor quer passiertwird die erlangtenwird dieser Weg durch ?? werden bei der senkrechten Projektionaber stattdessen kann ich mir auch überlegen was mit dieser Komponente Nix Richtung dieser Komponenten ?? zur Richtung passiert und dann addierenweil das offensichtlich eine lineare Abbildung ist sensibel deshalb aufzeichnet ?? projizierten Pfeilemit dem vielfachen genausound so weiter und so weiteretwa fünf Minuten drüber nach sinnieren der man das professionell macht aber offensichtlich ist das eine lineare Abbildungwenn Sie die Summe zweier Vektoren projizierenhaben Sie die Summe der Projektionenwird das Vielfache eines Vektor projizieren haben sie das Vielfacheder Projektionaus mit einer Matrix schreibenwir haben sie Matrix sie sind die sieht ziemlich banal aus diese Matrixdamit Komma der zum Wasserhahn überlegenSie wissen jetzt was diese Matrix geometrisch bedeutet eine Projektionauf die DiagonaleY gleich Xjetzt wüsste ich gerne folgendeszu einer bestimmedie üblichen Verdächtigennämlichden Spaltenraumbesagen das Bild der linearen Abbildungund den RankPunktim Kernum den Defektund natürlich auch die Determinante dicken auch zum angucken wie das alles zusammen spieltund dann zum Schluss ganz lustigerweisedas Quadratvon Halso Arm à ladiese Matrix mal sich selbst die quadratische Matrix können Sie sich selbst modifiziertwas passiert wenn sie Matrix mit sich selbst zierendas Mann Zimmersofür den Spaltenraumviele Möglichkeitenalle in der Konvention sich bilden lassen aus ein halbeinhalbeinhalbeinhalbim Prinzip können Sie sagen was ist der Spaltenraumdas ist die Menge aller Vektoren sich bilden lassen ausin der Kombinationvon ein halbeinhalbund ein halbeinhalbdas ist natürlich mehretwasübertriebenwenn man das so schreiben will mit Lander und MüheelementeWellenzahlenzuretwas Halbseiten geschriebenund dann sehen sie naja wenn sie die beiden Vektoren hier in den Ejakulationverrechnet sind zweiten auch weglassen können eine Geradengleichungund das natürlich genau die gerade auf die wir projizieren nicht sicher keine anderen Vektoren raus nur die Vektoren entlang dieser geraden das hätte man sofort sagen könnender Spaltenraum ist die gerademit der geraden Gleichung zum Beispiellanden da maleins einssich richtig schön geschriebenwenn sich professionell schreiben wollen würden sie schreibenirgend ein Vielfaches vom Vektor eins eins oder sie würden schreibendie Menge aller Vektoren X Y aus dem März zweimit der Eigenschaftdes X gleich Y istirgendwas von dieser Art das hier wären nett Und-Zeichen korrekte Schreibweisenihr würde eine gerade reichenAnführungszeichen obeneine Geradengleichung wird mit Erreichen Stelledamit wissen wir den Rankwie viele Dimensionenkommen darausaus der Matrixeinerdie Vektoren die rauskommen liegen in zweidimensionalenPass kostet immer Überwindung am Anfangwas rauskommt liegt im zweidimensionalenaberder Raum der Vektorraum der gebildet wird von allen Ergebnissenist eine geradeder Bank ist eins die Dimensionvom Spaltenraumvom Bild ist einsbeim Defekt wissen sie jetzt wieder rückwärts rechnen können zwei Dimensionen gehen reineine kommt raus eine geht verlorendefektes Einssein damit weiß sich der Kern ist auch eine geradegeraden Gleichung hinschreiben könnenwelche Vektoren werden zu Null gemachtalle die querlaufendeskönnte man jetzt ausrechnenman kann sich auch direkt überlegen wenn sie so ein Vektor habender wird auf den Ursprungprojiziertalsodas sind meine Kandidatenfür den Kerl und ich weiß eine Dimension reichtder Kernist diese geradedie zweite Diagonalealle die werden zu Nullals der Kern istich hab's einmal so die Menge aller X Yaus dem März zwei?? mit der Eigenschaft des X ist gleich minus Yoder Y ist gleich minus X Biomasse ?? wollen oder die geradeeinsminus eins Vielfache davonoder die gerade Vielfache von dreizehn minus dreizehnund so weiterdie Determinantehaben sie fleißig ausgerechnet Ordnung rausbekommen klar ein halb mal ein halb Minuten hat man ein halb ist nullwie schaff ich das mit der Determinante ohne zu rechnenwie sich das Sinus ohne zu rechnen?? wir verlieren eine Dimension die könnten auch sagen hierGleichungssystememit dieser Matrix Ahaben ein Problem der Defekt ist nicht Null auch dann kann man schon erkennenaber jetzt hier rein geometrischwenn sie sich vorstellen sie haben irgend eine Figur hierhaben irgend eine Figurund möchte jetzt wissennach der Projektionwas passiert mit der Fläche bilden zwei Demenz mal was mit basierten Fläche und Orientierung dieser Figurwenn Sie diese Figur jetzt hier projizierenkriegen sie ja nur sowas rausdas ist die Projektion der Figurkam keine Fläche mehr oder versagen sie eine Fläche von nulldie Figur wird Platz egal welche Figur zwarnach der Projektion sie nehmen alle Punkteauf dieser Figur hier und projizierendann haben Sie einfach nur noch ein Stück dieser geradendie Fläche wird null werdendeshalb muss die Determinante neu sein und der letztewar das Quadrat dieser Matrix zu bestimmen als ich multiplizierediese Matrix mit sich selbstlustig zum ersten Mal sieht das daswas da jetzt passieren kann als ein halb mal ein halb bis ein viertel plus ein halb ?? ?? ein viertel plus ein viertel ist ein halb und so weiter und so weiterdie kriegen wieder die Originalmatrixraus sie haben eine Matrix deren Quadratgleich sich selbst istmit welchen Zahlen klingt das in das Quadrat einer Zahl ist die Zahl selbst welche Zahlen schaffen dasdu bei den zeitig eins und nullnull Quartieren Krise nur raus wenn sie einst vertrieben klingt sie eins raus es gibt zwei Zahlen die das können die sind sie bei den Matrizenscheint das doch verbreiteter zu sein als bei den Zahlenhaben sie ein nicht ganz banale Matrix mit der Eigenschaft dass es quadratische Matrixgleich der Matrix selbst ist bei den Matrizen scheint es andere Möglichkeiten außer Null und Eins zu gebenanschaulichesklar warum das passieren musswenn siedas Quadratbildenheißt das ja dass sie senkrecht projizierenund dann noch mal senkrecht projizierensie nehmen zu einem Ortsvektordie senkrechte Projektionund dann noch ?? senkrechte Projektionaber bei der senkrechten Projektionbleibt dieser Victoria liegenkeine Fragedes quadratische Matrix bilden muss dasselbe wieder rauskommen?? den Begriffbenennen in dem Potenzmuss nicht sein also das gibt es bei Matrizen häufiger als bei Zahlen sozusagen insbesondere bei den Projektionen muss das der Fall sein wenn sie projizieren und dann noch ?? projizierenmuss ist es sehr besonders wenn sie nur projiziert werden