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Eigenwerte/matrix
 
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ayberk



Anmeldungsdatum: 24.02.2016
Beiträge: 7

Beitrag ayberk Verfasst am: 02. März 2016 20:01    Titel: Eigenwerte/matrix Antworten mit Zitat

Meine Frage:
es ist folgende Matrix gegeben



ich soll die diagonalform der Matrix bestimmen und dann die Elemente von cosh(D) ( mit D ist die diagonalform der Matrix gemeint) angeben

dann soll ich die matrixelemente von cosh(A) berechnen

Meine Ideen:
ich habe erst die diagonalform mit den Eigenwerten gebildet
doch cosh(x) ist ja gleich 0.5*(e^x + e^-x)
ich habe gehört dass ich bei einer diagonalisierten Matrix die fkt auf die einzelnen Elemente anwenden darf
sind damit auch die 0 en gemeint oder nur die Elemente AUF der diagonalen

zu cosh(A) fällt mir nur ein dass ich das in die potenzreihe von e^x schreiben kann aber da kommt irgendwie nichts gescheites bei raus
also wie gehe ich das am besten an ?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21469

Beitrag TomS Verfasst am: 02. März 2016 21:16    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hab' deine Matrix mal in Latex-Tags eingeschlossen. Sie ist ja bereits diagonal.

Ein einfaches Argument zur Berechnung der Funktion f(A) einer Matrix A folgt aus der Potenreihenentwicklung von f



Wenn A diagonal ist, also



dann ist



und damit


_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 02. März 2016 21:38    Titel: Re: Eigenwerte/matrix Antworten mit Zitat

ayberk hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
es ist folgende Matrix gegeben

ich soll die diagonalform der Matrix bestimmen und dann die Elemente von cosh(D) ( mit D ist die diagonalform der Matrix gemeint) angeben


A ist bereits eine Diagonalmatrix. Also ist die Aufgabe entweder trivial oder du hast dich vertippt.

Zitat:

dann soll ich die matrixelemente von cosh(A) berechnen

Meine Ideen:
ich habe erst die diagonalform mit den Eigenwerten gebildet
doch cosh(x) ist ja gleich 0.5*(e^x + e^-x)
ich habe gehört dass ich bei einer diagonalisierten Matrix die fkt auf die einzelnen Elemente anwenden darf
sind damit auch die 0 en gemeint oder nur die Elemente AUF der diagonalen


Nein, es sind nur die Eigenwerte gemeint. Die Funktion muß nicht mal auf 0 definiert sein. So kann man z.B. auch ln(A) definieren, sofern A selbst nur Eigenwerte ungleich null hat. Man kann f(A) dann sogar für beliebige Funktionen definieren, die auf den Eigenwerten von A vernünftige Werte annehmen. (Im Unendlichdimensionalen wird es etwas interessanter.)

Zitat:

zu cosh(A) fällt mir nur ein dass ich das in die potenzreihe von e^x schreiben kann aber da kommt irgendwie nichts gescheites bei raus
also wie gehe ich das am besten an ?


Wozu willst du irgendeine Potenzreihe hinschreiben? Du wendest einfach auf jeden Eigenwert an. Das definiert dann zunächst die Matrix , wobei die Diagonalform von A ist. Wir wollen aber . Die Frage ist also: Was hat mit zu tun? Am besten dasselbe wie mit . Die Idee ist nun also einfach zu sagen, daß die Matrix durch dieselbe Matrix diagonalisiert wird, wie die Matrix , m.a.W. zum Eigenwert der Matrix gehört derselbe Eigenraum, wie zum Eigenwert der Matrix . Genau das wird durch die Definition



ausgedrückt. Du mußt also nach der Berechnung von lediglich in die Ausgangsbasis, bzgl. deren die Matrix A definiert ist, zurücktransformieren und erhältst die gesuchte Matrix .
(Wenn A bereits diagonal ist, mußt du also gar nichts mehr machen. Nur für jeden Eigenwert von A ausrechnen und daraus eine Diagonalmatrix bilden.)
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