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[quote="index_razor"][quote="ayberk"][b]Meine Frage:[/b] es ist folgende Matrix gegeben [latex]A= \begin{pmatrix} ln(2) & 0 \\ 0 & ln(2) \end{pmatrix} [/latex] ich soll die diagonalform der Matrix bestimmen und dann die Elemente von cosh(D) ( mit D ist die diagonalform der Matrix gemeint) angeben [/quote] A ist bereits eine Diagonalmatrix. Also ist die Aufgabe entweder trivial oder du hast dich vertippt. [quote] dann soll ich die matrixelemente von cosh(A) berechnen [b]Meine Ideen:[/b] 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 [/quote] 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.) [quote] 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 ?[/quote] Wozu willst du irgendeine Potenzreihe hinschreiben? Du wendest einfach [latex]\cosh[/latex] auf jeden Eigenwert an. Das definiert dann zunächst die Matrix [latex]\cosh(D)[/latex], wobei [latex]D=SAS^{-1}[/latex] die Diagonalform von A ist. Wir wollen aber [latex]\cosh(A)[/latex]. Die Frage ist also: Was hat [latex]\cosh(A)[/latex] mit [latex]\cosh(D)[/latex] zu tun? Am besten dasselbe wie [latex]A[/latex] mit [latex]D[/latex]. Die Idee ist nun also einfach zu sagen, daß die Matrix [latex]\cosh(A)[/latex] durch dieselbe Matrix [latex]S[/latex] diagonalisiert wird, wie die Matrix [latex]A[/latex], m.a.W. zum Eigenwert [latex]\cosh(a_i)[/latex] der Matrix [latex]cosh(A)[/latex] gehört [i]derselbe Eigenraum[/i], wie zum Eigenwert [latex]a_i[/latex] der Matrix [latex]A[/latex]. Genau das wird durch die Definition [latex]\cosh(A)\stackrel{\rm{def}}{=}S^{-1}\cosh(D)S[/latex] ausgedrückt. Du mußt also nach der Berechnung von [latex]\cosh(D)[/latex] lediglich in die Ausgangsbasis, bzgl. deren die Matrix A definiert ist, zurücktransformieren und erhältst die gesuchte Matrix [latex]\cosh(A)[/latex]. (Wenn A bereits diagonal ist, mußt du also gar nichts mehr machen. Nur [latex]\cosh(a_i)[/latex] für jeden Eigenwert von A ausrechnen und daraus eine Diagonalmatrix bilden.)[/quote]
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Nachricht
index_razor
Verfasst am: 02. März 2016 21:38
Titel: Re: Eigenwerte/matrix
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.)
TomS
Verfasst am: 02. März 2016 21:16
Titel:
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
ayberk
Verfasst am: 02. März 2016 20:01
Titel: Eigenwerte/matrix
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 ?