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Forum "Uni-Lineare Algebra" - Jordan-Normalform
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Jordan-Normalform: Frage zur Transformationsmatri
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:59 Do 29.09.2005
Autor: Bastiane

Hallo!

Ich glaube, ich habe das mit der Normalform fast verstanden - aber zwei Fragen habe ich doch noch:

[mm] A=\pmat{3&4&3\\-1&0&-1\\1&2&3} [/mm]

das charakteristische Polynom ist [mm] P_A=-(t-2)^3 [/mm]

der Eigenwert [mm] \lambda=2 [/mm] ist also dreifach und der Eigenraum [mm] Eig(A;2)=\{\vektor{1\\-1\\1}*r\} [/mm] ist eindimensional

Bin ich jetzt mit der Jordannormalform schon fertig, weil ich weiß, dass es nur ein Jordankästchen gibt? Also:

[mm] J_A=\pmat{2&1&0\\0&2&1\\0&0&2} [/mm]

Und nur, wenn es mehrere Möglichkeiten für die "Verteilung der Kästchen" (also z. B. bei zwei Kästchen zu einem vierfachen Eigenwert könnte man ja ein Einerkästchen und ein Dreierkästchen machen oder auch zwei Zweierkästchen), dann muss ich über die Haupträume und so gehen?


Und jetzt noch zu der Transformationsmatrix:

[mm] (A-2*E)=\pmat{1&4&3\\-1&-2&-1\\1&2&1};\; Ker(A-2*E)=\{\vektor{1\\-1\\1}*r\} [/mm]

[mm] (A-2*E)^2=\pmat{0&2&2\\0&-2&-2\\0&2&2};\; Ker(A-2*E)^2=\{\vektor{1\\0\\0},\vektor{0\\1\\1}\} [/mm]

[mm] (A-2*E)^3=\pmat{0&0&0\\0&0&0\\0&0&0};\; Ker(A-2*E)^3=\IR^3 [/mm]

Nun nehme ich den Vektor [mm] \vektor{0\\0\\1}\in Ker(A-2*E)^3, [/mm] denn er liegt nicht in [mm] Ker(A-2*E)^2. [/mm] Ich bilde [mm] \vektor{0\\0\\1} [/mm] mit (A-2*E) ab und erhalte: [mm] \vektor{3\\-1\\1} [/mm] und ich bilde ihn mit [mm] (A-2*E)^2 [/mm] ab und erhalte: [mm] \vektor{2\\-2\\2}. [/mm]

Jetzt habe ich drei linear unabhängige Vektoren und würde sagen, sie bilden mein [mm] S^{-1} [/mm] so dass [mm] J_A=S*A*S^{-1}. [/mm] Allerdings bekomme ich da etwas anderes raus. Wahrscheinlich habe ich irgendwo einen Fehler gemacht - nur wo? Oder ist es etwa doch nur ein Rechenfehler?

Viele Grüße
Bastiane
[sunny]



        
Bezug
Jordan-Normalform: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:43 Do 29.09.2005
Autor: Stefan

Liebe Christiane!

Ich bin beeindruckt! [respekt]

Du hast es wirklich gut verstanden!! [applaus]

Und das Ergebnis stimmt auch (du hast dich wohl verrechnet), wie mir matlab bestätigt:

>> a

a =

     3     4     3
    -1     0    -1
     1     2     3

>> s

s =

     0     3     2
     0    -1    -2
     1     1     2

>> t=inv(s)

t =

                  0   1.00000000000000   1.00000000000000
   0.50000000000000   0.50000000000000                  0
  -0.25000000000000  -0.75000000000000                  0

>> t*a*s

ans =

   2.00000000000000                  0                  0
   1.00000000000000   2.00000000000000                  0
   0.00000000000000   1.00000000000000   2.00000000000000

(Hier stehen die $1$en unterhalb der Diagonalen, aber das ist eine Sache der Konvention. Mit diesem Verfahren ist es halt so, ansonsten müsste man die Basis anders anordnen.)

Liebe Grüße
Stefan

Bezug
                
Bezug
Jordan-Normalform: Anordnung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:23 Do 29.09.2005
Autor: MathePower

Hallo Stefan,

> Liebe Christiane!
>  
> Ich bin beeindruckt! [respekt]
>  
> Du hast es wirklich gut verstanden!! [applaus]
>  
> Und das Ergebnis stimmt auch (du hast dich wohl
> verrechnet), wie mir matlab bestätigt:
>  
> >> a
>  
> a =
>  
> 3     4     3
>      -1     0    -1
>       1     2     3
>  
> >> s
>  
> s =
>  
> 0     3     2
>       0    -1    -2
>       1     1     2

Wird die 1. mit der 3. Spalte vertauscht, dann stehen die Einsen über der Diagonalen.

[mm]S\; = \;\left( {\begin{array}{*{20}c} 2 & 3 & 0 \\ { - 2} & { - 1} & 0 \\ 2 & 1 & 1 \\ \end{array} } \right)[/mm]

>  
> >> t=inv(s)
>  
> t =
>  
> 0   1.00000000000000   1.00000000000000
>     0.50000000000000   0.50000000000000                  0
>    -0.25000000000000  -0.75000000000000                  0
>  
> >> t*a*s
>  
> ans =
>  
> 2.00000000000000                  0                  0
>     1.00000000000000   2.00000000000000                  0
>     0.00000000000000   1.00000000000000   2.00000000000000

[mm]S^{ - 1} \;A\;S\; = \;\left( {\begin{array}{*{20}c} 2 & 1 & 0 \\ 0 & 2 & 1 \\ 0 & 0 & 2 \\ \end{array} } \right)[/mm]

>  
> (Hier stehen die [mm]1[/mm]en unterhalb der Diagonalen, aber das ist
> eine Sache der Konvention. Mit diesem Verfahren ist es halt
> so, ansonsten müsste man die Basis anders anordnen.)
>  
> Liebe Grüße
>  Stefan

Gruß
MathePower

Bezug
                
Bezug
Jordan-Normalform: gut :-)
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:46 Do 29.09.2005
Autor: Bastiane

Lieber Stefan, lieber Michael!

Danke für eure Antworten.

Dann bin ich ja beruhigt, wenn es nur ein Rechenfehler war. :-) Allerdings hatte ich es noch bei einer anderen Aufgabe genauso gerechnet und da kam leider auch nicht das Gewünschte raus. :-( Muss dann wohl auch ein Rechenfehler gewesen sein. Aber so lange es nur das ist. ;-)

Viele Grüße
Christiane
[sunny]




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