Was ist diagonalmatrix?

Gefragt von: Patrick Kaiser-Peters | Letzte Aktualisierung: 6. Dezember 2020

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Als Diagonalmatrix bezeichnet man in der linearen Algebra eine quadratische Matrix, bei der alle Elemente außerhalb der Hauptdiagonale Null sind. Diagonalmatrizen sind deshalb allein durch die Angabe ihrer Hauptdiagonalen bestimmt.

Ist die Nullmatrix eine diagonalmatrix?

In einer Nullmatrix sind alle Komponenten gleich null. ... Eine Diagonalmatrix ist eine quadratische Matrix, bei der alle Komponenten außerhalb der Hauptdiagonale null sind.

Was ist die Einheitsmatrix?

Die Einheitsmatrix oder Identitätsmatrix ist in der Mathematik eine quadratische Matrix, deren Elemente auf der Hauptdiagonale eins und überall sonst null sind.

Wann ist a 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.

Was versteht man unter einem Eigenwert?

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.

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Was ist ein Eigenwert einer Matrix?

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 sagt der Eigenwert über eine Matrix aus?

Ein Eigenvektor →x 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 λ heißt Eigenwert der Matrix.

Wann ist ein endomorphismus Diagonalisierbar?

Definition Der Endomorphismus ϕ ist diagonalisierbar, falls eine Basis B von V existiert, so dass die Abbildungsmatrix von ϕ bzgl. der Basis B eine Diagonalmatrix ist.

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.

Wann ist eine Matrix orthogonal Diagonalisierbar?

Eine Matrix S ∈ Rⁿ^×ⁿ ist orthogonal diagonalisierbar genau dann, wenn S symmetrisch ist. Das gleiche gilt auch für die Matrix T.

Was ist ein Determinant?

Die Determinante einer Matrix ( oder ) gibt an, wie sich das Volumen einer aus Eckpunkten zusammengesetzten Geometrie skaliert, wenn diese durch die Matrix abgebildet wird. Ist die Determinante negativ, so ändert sich zusätzlich die Orientierung der Eckpunkte.

Was ist die Inverse der einheitsmatrix?

Die inverse Matrix, Kehrmatrix oder kurz Inverse einer quadratischen Matrix ist in der Mathematik eine ebenfalls quadratische Matrix, die mit der Ausgangsmatrix multipliziert die Einheitsmatrix ergibt. Nicht jede quadratische Matrix besitzt eine Inverse; die invertierbaren Matrizen werden reguläre Matrizen genannt.

Was bringt das Transponieren einer Matrix?

In der linearen Algebra wird die transponierte Matrix unter anderem zur Charakterisierung spezieller Klassen von Matrizen eingesetzt. Die transponierte Matrix ist auch die Abbildungsmatrix der dualen Abbildung einer linearen Abbildung zwischen zwei endlichdimensionalen Vektorräumen bezüglich der jeweiligen Dualbasen.

Wann ist eine Matrix symmetrisch?

Eine symmetrische Matrix ist in der Mathematik eine quadratische Matrix, deren Einträge spiegelsymmetrisch bezüglich der Hauptdiagonale sind. Eine symmetrische Matrix stimmt demnach mit ihrer transponierten Matrix überein.

Wie transponiert man eine Matrix?

Jede beliebige Matrix lässt sich transponieren. Was ist eine transponierte Matrix? Die transponierte Matrix AT erhält man durch Vertauschen der Zeilen und Spalten der Matrix A .

Wann können Matrizen multipliziert werden?

Voraussetzung für die Multiplikation von Matrizen

Zwei Matrizen lassen sich nur dann miteinander multiplizieren, wenn die Spaltenanzahl der ersten Matrix mit der Zeilenanzahl der zweiten Matrix übereinstimmt. Das Multiplizieren von A und B ist möglich, da die Spaltenanzahl von A der Zeilenanzahl von B entspricht.

Hat eine Matrix immer eigenwerte?

Jeder Matrix hat aber ganz spezielle „eigene“ Vektoren, bei denen sie zwar die Länge ändert, die Richtung aber gleich lässt (falls λ > 0) oder genau umkehrt (falls λ < 0). Es kann auch passieren (falls λ = 0), dass ein Eigenvektor von der Matrix zum Nullvektor gemacht wird.

Wann ist eine Matrix Trigonalisierbar?

Definition.    eine obere Dreiecksmatrix ist. 2) Eine n × n Matrix A heißt trigonalisierbar, wenn F : Kn → Kn , F(x) = Ax , trigonalisierbar ist (d.h. A ist ähnlich zu einer oberen Dreiecksmatrix) . ... Dann ist F trigonalisierbar.

Wann hat eine Matrix reelle Eigenwerte?

Es gilt: Alle Eigenwerte einer symmetrischen oder hermiteschen Matrix sind reell. Eine reelle Matrix A heißt orthogonal, wenn gilt: AAT = E d. h. AT = A−1 , wobei E die Einheitsmatrix darstellt. Eine komplexwertige Matrix A heißt unitär, wenn gilt: AA† = E d. h. A† = A−1 .

Kann eine Matrix keine Eigenwerte haben?

Es gibt reelle Matrizen, die keine reellen Eigenwerte besitzen. Zum Beispiel haben Drehungen (der Ebene R², ...) um 0 im allgemeinen keine Eigenvektoren, also auch keine Eigenwerte.