Wann hat eine matrix komplexe eigenwerte?

Gefragt von: Catrin Lorenz | Letzte Aktualisierung: 5. Januar 2022

sternezahl: 4.3/5 (62 sternebewertungen)

Satz. Jede n×n Matrix besitzt genau n Eigenwerte, wenn diese gemäß ihrer Vielfachheit gezählt werden. Bemerkung. Liegt eine reelle Matrix A vor, dann treten die kom- plexen Eigenwerte als konjugiert komplexe Paare auf, und die zugehörigen komplexen Eigenvektoren sind ebenfalls zueinander konjugiert komplex.

Kann eine reellwertige Matrix komplexe Eigenwerte haben?

Eigenwerte einer Matrix

Die Nullstellen des charakteristischen Polynoms sind komplex: nämlich λ 1 = i und λ 2 = - i . Die reelle Matrix A hat also nur komplexe Eigenwerte, i und - i , und folglich nur komplexe Eigenvektoren.

Wann hat eine Matrix nur einen Eigenwert?

Ein Eigenvektor einer Matrix ist ein vom Nullvektor verschiedener Vektor, dessen Richtung durch Multiplikation mit der Matrix nicht verändert wird. Ein Eigenvektor wird also nur gestreckt. Der Streckungsfaktor heißt Eigenwert der Matrix.

Wann ist eine Matrix Diagonalisierbar?

Definition. Eine quadratische Matrix A ∈ C(n,n) heißt diagonalisierbar, wenn es eine Matrix X ∈ GL(n,C) gibt mit A = XDX−1 .

Kann eine Matrix keine Eigenwerte haben?

Nicht alle Matrizen haben reelle Eigenwerte und Eigenvektoren. Eine Fall einer nicht-symmetrischen Matrix gilt folgendes: Falls n gerade ist, ist es moglich, dafi keine reellen Eigenwerte fiir eine gegebene nxn Matrix existieren.

Komplexwertige Eigenwerte/Eigenvektoren und Diagonalisierung einer Matrix im komplexen Vektorraum

23 verwandte Fragen gefunden

Wann ist eine Matrix Kommutativ?

Die Multiplikation von Diagonalmatrizen

Die Matrixmultiplikation ist nur dann kommutativ, wenn beide Matrizen Diagonalmatrizen sind.

Wann ist eine Matrix hermitesch?

Eine hermitesche Matrix ist in der Mathematik eine komplexe quadratische Matrix, die gleich ihrer adjungierten Matrix ist. ... Eine hermitesche Matrix ist stets normal und selbstadjungiert, sie besitzt nur reelle Eigenwerte und sie ist stets unitär diagonalisierbar.

Ist jede invertierbare Matrix Diagonalisierbar?

(a) Jede invertierbare Matrix ist diagonalisierbar. ... Eine Matrix ist invertierbar, wenn sie Determinante = 0 hat. Besitzt jedoch eine Matrix den Eigenwert 0, dann muss ihre Determinante = 0 und somit die Matrix singulär sein.

Ist diese Matrix Diagonalisierbar?

Ist eine Matrix diagonalisierbar, so ist die geometrische Vielfachheit ihrer Eigenwerte gleich der jeweiligen algebraischen Vielfachheit. Das bedeutet, die Dimension der einzelnen Eigenräume stimmt jeweils mit der algebraischen Vielfachheit der entsprechenden Eigenwerte im charakteristischen Polynom der Matrix überein.

Ist jede komplexe Matrix Diagonalisierbar?

Hieraus folgt nun unmittelbar, dass jede normale Matrix (also auch jede komplex hermitesche oder reell symmetrische Matrix) diagonalisierbar ist.

Wie viele verschiedene Eigenwerte kann eine Matrix haben?

Prinzipiell hat eine Matrix soviele Eigenwerte wie sie Zeilen/Spalten hat (Eigenwerte gibt es nur bei quadratischen Matrizen). Dabei kann es auch vorkommen, dass ein Eigenwert mehrfach auftritt.

Was sagen Eigenwerte einer Matrix aus?

Eigenwerte einfach erklärt

Für quadratische Matrizen gibt es bestimmte Vektoren, die man an die Matrix multiplizieren kann, sodass man den selben Vektor als Ergebnis erhält, nur mit einem Vorfaktor multipliziert. Einen solchen Vektor nennt man Eigenvektor und der Vorfaktor heißt Eigenwert einer Matrix.

Was bedeutet ein Eigenwert von 1?

Eigenvektoren zum Eigenwert 1 sind Fixpunkte in der Abbildungsgeometrie. Anhand der Eigenwerte kann man die Definitheit einer Matrix bestimmen. So sind die Eigenwerte von reellen symmetrischen Matrizen reell. Ist die Matrix echt positiv definit so sind die Eigenwerte reell und echt größer Null.

Was sind komplexe Nullstellen?

Eine komplexe Zahl ξ heißt Nullstelle von P, wenn P(ξ) = 0. Satz 10 (Fundamentalsatz der Algebra). Jedes komplexe Polynom vom Grad ≥ 1 besitzt mindestens eine komplexe Nullstelle.

Kann der Eigenvektor der Nullvektor sein?

Ein Eigenvektor einer Abbildung ist in der linearen Algebra ein vom Nullvektor verschiedener Vektor, dessen Richtung durch die Abbildung nicht verändert wird. Ein Eigenvektor wird also nur skaliert und man bezeichnet den Skalierungsfaktor als Eigenwert der Abbildung.

Wann existiert eine Basis aus Eigenvektoren?

(ii) Es existiert eine Basis aus Eigenvektoren von A, wenn die geometrische Vielfach- heit jedes Eigenwerts gleich seiner algebraischen Vielfachheit ist.

Ist jede Matrix Trigonalisierbar?

Eine (n × n)-Matrix A über K ist genau dann trigonalisierbar, falls eine reguläre Matrix R so existiert, daß RAR⁻¹ eine obere Dreiecksmatrix ist. Anstelle von trigonalisierbar sagt man auch triangulierbar.

Ist jede symmetrische Matrix Diagonalisierbar?

Eine symmetrische Matrix ist in der Mathematik eine quadratische Matrix, deren Einträge spiegelsymmetrisch bezüglich der Hauptdiagonale sind. ... So ist eine reelle symmetrische Matrix stets selbstadjungiert, sie besitzt nur reelle Eigenwerte und sie ist stets orthogonal diagonalisierbar.

Sind nicht quadratische Matrizen Diagonalisierbar?

Fazit: Die geometrische Vielfachheit ist ungleich der algebraischen Vielfachheit. Deine Matrix ist nicht diagonalisierbar.

Welche Matrizen sind nicht Diagonalisierbar?

Wenn das charakteristische Polynom einer -Matrix weniger als Nullstellen besitzt, ist die Matrix nicht diagonalisierbar. Die geometrische Vielfachheit eines Eigenwertes entspricht der Dimension des zugehörigen Eigenraums.

Was bedeutet Invertierbar Matrix?

Eine reguläre, invertierbare oder nichtsinguläre Matrix ist in der Mathematik eine quadratische Matrix, die eine Inverse besitzt. ... Nicht zu jeder quadratischen Matrix existiert eine Inverse. Eine quadratische Matrix, die keine Inverse besitzt, wird singuläre Matrix genannt.

Wann ist die Matrix singulär?

Definition Eine n-reihige, quadratische Matrix A heisst regulär, wenn ihre Determinante einen von Null verschiedenen Wert besitzt. Anderenfalls heisst sie singulär. Anmerkungen A is regulär, wenn det A = 0 ist, und singulär, wenn det A = 0 ist.

Wann ist eine Matrix positiv definit?

Da alle Eigenwerte größer Null sind, ist die Matrix positiv definit.

Wann ist eine Matrix normal?

Der Spektralsatz besagt, dass eine Matrix A {\displaystyle A} genau dann normal ist, wenn es eine unitäre Matrix U {\displaystyle U} gibt, so dass A = U D U ∗ {\displaystyle A=UDU^{\rm {*}}} , wobei D {\displaystyle D} eine Diagonalmatrix ist.

Wann ist die transponierte gleich der inversen?

Inverse Matrix

Die transponierte und die invertierte Matrix sind bei einer orthogonalen Matrix gleich (A^T = A^-¹). Das Gleiche gilt also auch für die Multiplikation mit der Inversen Matrix.