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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Berechnung von Matrizen
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Berechnung von Matrizen: Berechnung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 08:45 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

Aufgabe
(a) Gegeben seien die Matrizen

A = [mm] \pmat{ 1 & 5 \\ 2 & 1 \\ 3 & 0 } [/mm]

B = [mm] \pmat{ 1 & 3 \\ 1 & 2 } [/mm]

C = [mm] \pmat{ 3 & 1 & 2 \\ 0 & -1 & 3 } [/mm]

Berechnen Sie, soweit möglich, AB, BA, [mm] BA^t, [/mm] AC, CA, [mm] ACB^t. [/mm]

(b)
Berechnen Sie für die Matrizen

A = [mm] \pmat{ 1 & i \\ -3 & 2 } [/mm] , B = [mm] \pmat{ 2+4i & 0 \\ -1 & 1+i } [/mm] ∈ C^(2kreuz2)
den Ausdruck (3A + iB^*)^*.

Ich hoffe ihr könnt mir hier helfen
danke

        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 09:02 Do 07.01.2010
Autor: angela.h.b.


> (a) Gegeben seien die Matrizen
>  
> A = [mm]\pmat{ 1 & 5 \\ 2 & 1 \\ 3 & 0 }[/mm]
>  
> B = [mm]\pmat{ 1 & 3 \\ 1 & 2 }[/mm]
>  
> C = [mm]\pmat{ 3 & 1 & 2 \\ 0 & -1 & 3 }[/mm]
>  
> Berechnen Sie, soweit möglich, AB, BA, [mm]BA^t,[/mm] AC, CA,
> [mm]ACB^t.[/mm]
>  
> (b)
>  Berechnen Sie für die Matrizen
>  
> A = [mm]\pmat{ 1 & i \\ -3 & 2 }[/mm] , B = [mm]\pmat{ 2+4i & 0 \\ -1 & 1+i }[/mm]
> ∈ C^(2kreuz2)
>  den Ausdruck (3A + iB^*)^*.
>  Ich hoffe ihr könnt mir hier helfen
>  danke  


Hallo,

wenn wir Dir helfen sollen, mußt Du uns schon verraten, wo Dein Problem liegt.

Gruß v. Angela

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Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:05 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

also mein problem liegt darin das zb ich AB berechen soll
aber a eine 3kreuz2 Matrix ist und B eine 2kreuz2 Matrix ist wie soll ich denn die ausrechnen und wie soll ich es denn mit den ^t anstellen?
hoffe du kannst mir helfen

Bezug
                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:13 Do 07.01.2010
Autor: angela.h.b.


> also mein problem liegt darin das zb ich AB berechen soll
>  aber a eine 3kreuz2 Matrix ist und B eine 2kreuz2 Matrix
> ist wie soll ich denn die ausrechnen

Hallo,

ganz normal.

Wie rechnet man denn Produkte von Matrizen aus? Den Eintrag an der Position  [mm] c_i_k [/mm] erhältst Du doch, indem Du "i-te Zeile mal k-te Spalte" rechnest.
Immer, wenn die Zeilenlängen und Spaltenlängen gleich sind, funktioniert das, und wenn sie nicht gleich sind, funktioniert's halt nicht.



> und wie soll ich es
> denn mit den ^t anstellen?

Weißt Du denn, wie man Matrizen transponiert? Das ist ja wirklich kein Hexenwerk...

Gruß v. Angela

>  hoffe du kannst mir helfen


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Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:21 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

irgendwie komm ich grad damit nicht klar
habs versucht zu erechnen aber irgendwie steh ich auf dem schlauch
willst du mir vllt eine aufgabe vorrechnen damit ich weiß wie ich die Matrizen ausrechnen soll?
wäre echt nett von dir

Bezug
                                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:25 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

Aufgabe
A = $ [mm] \pmat{ 1 & 5 \\ 2 & 1 \\ 3 & 0 } [/mm] $

B = $ [mm] \pmat{ 1 & 3 \\ 1 & 2 } [/mm] $

jetzt berechne ich mal AB

AB =  $ [mm] \pmat{ 4 & 15 \\ 4 & 2 \\ 0 & 0 } [/mm] $

stimmt das so?

Bezug
                                                
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:40 Do 07.01.2010
Autor: angela.h.b.


> A = [mm]\pmat{ 1 & 5 \\ 2 & 1 \\ 3 & 0 }[/mm]
>  
> B = [mm]\pmat{ 1 & 3 \\ 1 & 2 }[/mm]
>  jetzt berechne ich mal AB
>  
> AB =  [mm]\pmat{ 4 & 15 \\ 4 & 2 \\ 0 & 0 }[/mm]
>  
> stimmt das so?

Hallo,

nein, und ich krieg leider auch nicht heraus, was Du getan hast.

Es ist [mm] \pmat{ \red{1} & \red{5 } \\ 2&1\\3 & 0 }*\pmat{ 1 & \red{3 }\\ 1 & \red{2 }}=\pmat{ ... & 1*3 + 5*2 \\ ... & ... \\ ... & ... } [/mm]

Das Ergebnis der Multiplikation einer mxn und einer nxk-Matrix ist eine mxk-Matrix.

Also ist das Ergebnis obiger Multiplikation eine 3x2-Matrix, wie Du selbst auch richtig herausgefunden hast.

Ich habe Dir jetzt vorgerechnet, wie man den Eintrag im Ergebnis an der Position 1.Zeile/2.Spalte bekommt: "1.Zeile von A * 2.Zeile von B".

Versuche nun die anderen.

Gruß v. Angela





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Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:29 Do 07.01.2010
Autor: angela.h.b.


> irgendwie komm ich grad damit nicht klar
>  habs versucht zu erechnen aber irgendwie steh ich auf dem
> schlauch

Hallo,

wir interessieren uns hier auch immer für Fehlversuche, weil man daran sehen kann, was nicht verstanden wurde.

> willst du mir vllt eine aufgabe vorrechnen damit ich weiß
> wie ich die Matrizen ausrechnen soll?

Also, mal ehrlich gesagt: vorgerechnete Matrizenmultiplikationen findet man in so vielen Büchern und natürlich auch im Internet...
[]Guck da.

Gruß v. Angela

>  wäre echt nett von dir


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Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:22 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

Also ich habs jetzt mal versucht zu rechnen

für AB = pmat{ 6 & 13 [mm] \\ [/mm] 3 & 8 [mm] \\ [/mm] 3 & 9 }

für BA = pmat{ 7 & 8 [mm] \\ [/mm] 5 & 7 }


stimmt das??

Bezug
                                                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:28 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

und für

AC = [mm] \pmat{ 3 & 4 \\ 6 & 1 \\ 9 & 3 } [/mm]

CA = [mm] \pmat{ 11 & 16 \\ 7 & -1 } [/mm]

nun hab ich probleme mit dem ^t

hoffe ihr könnt mir da helfen

Bezug
                                                                
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:10 Do 07.01.2010
Autor: dawu

Hallo Kubis,

$AB$ hast du korrekt berechnet!

Bei $BA$ gibt es allerdings ein Problem: Du kannst zwei Matrizen [mm]B[/mm] und $A$ nur dann in der "Reihenfolge" $BA$ multiplizieren, wenn die Spaltenanzahl der linken Matrix gleich der Zeilenanzahl der rechten Matrix ist. Nun hat $B$ $2$ Spalten, $A$ allerdings $3$ Zeilen. Somit kannst du $BA$ nicht berechnen.

Hier siehst du auch einen wichtigen Unterschied: $BA$ kannst du zwar nicht berechnen, $AB$ allerdings schon, da $A$ $2$ Spalten und $B$ $2$ Zeilen hat. Man merkt also relativ einfach, dass Matrizenmultiplikation nicht kommutativ ist, d. h. es gilt nicht $AB = BA$! (Ganz wichtig, gut merken! :-))

$CA$ hast du ebenfalls richtig berechnet, bei $AC$ ist leider wieder etwas schief gegangen, da musst du nochmal nachrechnen.

Noch als Tipp: Es gibt ein Schema, nach dem man Matrizen relativ einfach und vor allem übersichtlich multiplizieren kann. Ich habe gerade mal gesucht und das folgende Video gefunden, das dir vielleicht weiterhilft:

[]Matrixmultiplikation mit Schema

Zum schleierhaften $t$: [mm] $A^t$ [/mm] bedeutet, dass die Matrix $A$ transponiert wird. Das bedeutet, dass man Zeilen und Spalten der Matrix vertauscht. Beispielsweise ist dann also

[mm]A = \pmat{ {\color{Red}1} & {\color{Red}2} \\ {\color{Blue}3} & {\color{Blue}4} } \quad\Rightarrow\quad A^t = \pmat{ {\color{Red}1} & {\color{Blue}3} \\ {\color{Red}2} & {\color{Blue}4} }[/mm]

Du siehst: Die erste Zeile wird zur ersten Spalte, die zweite Zeile wird zur zweiten Spalte. Bei größeren und auch bei Matrizen, die nicht quadratisch sind, geht das dann analog.

Ich hoffe, das bringt ein wenig Licht ins Dunkel!

Viel Erfolg noch!

dawu

Bezug
                                                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:36 Do 07.01.2010
Autor: fencheltee


> Also ich habs jetzt mal versucht zu rechnen
>  
> für AB = [mm] \pmat{ 6 & 13 \\ 3 & 8 \\ 3 & 9 } [/mm]
>  
> für BA = [mm] \pmat{ 7 & 8 \\ 5 & 7 } [/mm]
>  
>
> stimmt das??

A*B stimmt.. B*A geht nicht...
noch ein tipp zur übersichtlichen matrizenmultiplikation:
[Dateianhang nicht öffentlich]
hoffe du erkennst was da gemacht wird. fiel mir so immer leichter


gruß tee

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
Bezug
                                                                
Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:41 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

was hab ich denn da falsch gemacht hab es genau so gerechnet wie AB

Bezug
                                                                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:49 Do 07.01.2010
Autor: fencheltee


> was hab ich denn da falsch gemacht hab es genau so
> gerechnet wie AB

wiki:
Damit zwei Matrizen multipliziert werden können, müssen die Einträge einem Ring entstammen und die Spaltenanzahl der linken mit der Zeilenanzahl der rechten Matrix übereinstimmen. Ist nun A eine [mm] \green{l} \times \red{m}-Matrix [/mm] und B eine  [mm] \red{m} \times \green{n}-Matrix [/mm] dann ist  eine [mm] \green{l} \times \green{n}-Matrix. [/mm]
das rote zeigt, was zusammengehört und sein _muss_, die grünen zeigen, was die matrix am ende für eine dimension hat

gruß tee


Bezug
                                                                                
Bezug
Berechnung von Matrizen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:54 Do 07.01.2010
Autor: Kubis

bin ich zu dumm dafür hab keine ahnung was ich da machen soll
sry aber ich steh grad richtig auf dem schlauch

Bezug
                                                                                        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:04 Do 07.01.2010
Autor: fencheltee

du machst bei B*A NICHTS weil das NICHT geht, weil die dimensionen nicht passend sind.. siehe 2-4 artikel höher

gruß tee

Bezug
        
Bezug
Berechnung von Matrizen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:13 Sa 09.01.2010
Autor: melodie

hallo

wieso kommt bei AC eine 3x2 matrix raus? es muss doch 3x3 Matrix rauskommen?  wie rechnet man das?

Bezug
                
Bezug
Berechnung von Matrizen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:23 Sa 09.01.2010
Autor: angela.h.b.


> hallo
>  
> wieso kommt bei AC eine 3x2 matrix raus? es muss doch 3x3
> Matrix rauskommen?  wie rechnet man das?

Hallo,

da A eine 3x2-Matrix und C eine 2x3-Matrix ist, ist das Ergebnis der Multiplikation eine 3x3-Matrix - wie Du sagst.

Man rechnet es "Zeile *Spalte".

Gruß v. Angela




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