Wofür jordan normalform?

Gefragt von: Herr Meinhard Fritz MBA.  |  Letzte Aktualisierung: 21. August 2021
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Im Zusammenhang mit der Lösung komplexer Differentialgleichungssysteme hilft die Jordansche Normalform. Die ist ein einfacher Vertreter der Äquivalenzklasse der zu einer trigonalisierbaren (charakteristisches Polynom zerfällt vollständig in Linearfaktoren) Matrix ähnlichen Matrix.

Was bringt die Jordan Normalform?

Die jordansche Normalform ist ein einfacher Vertreter der Äquivalenzklasse der zu einer trigonalisierbaren Matrix ähnlichen Matrizen. Die Trigonalisierbarkeit ist gleichbedeutend damit, dass das charakteristische Polynom der Matrix vollständig in Linearfaktoren zerfällt.

Ist die Jordan Normalform eindeutig?

Man nennt eine solche Matrix J die Jordanform oder Jordansche Normalform von A (wir werden in Aufgabe 20.22 noch sehen, dass sie bis auf die Reihenfolge der Blöcke eindeutig bestimmt ist).

Wie berechnet man die Jordan Normalform?

Es gilt:
  1. Anzahl der Kästchen der Größe 1×1 1 × 1 : 2⋅a1−a0−a2.
  2. Anzahl der Kästchen der Größe 2×2 2 × 2 : 2⋅a2−a1−a3.
  3. Anzahl der Kästchen der Größe 3×3 3 × 3 : 2⋅a3−a2−a4.
  4. Anzahl der Kästchen der Größe i×i i × i : 2⋅ai−ai−1−ai+1.

Was ist die Normalform einer Matrix?

Durch einen Basiswechsel ändert sich die Darstellungsmatrix einer linearen Abbildung. Matrixtheoretisch bedeutet dies, dass man jede Matrix durch Multiplikation mit geeigneten invertierbaren Matrizen in diese so genannte Normalform bringen kann. ...

Jordan Normalform, Übersicht mit Diagonalmatrix, Lineare Algebra | Mathe by Daniel Jung

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Wann ist eine Matrix Kommutativ?

Die Multiplikation von Diagonalmatrizen

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

Wann ist eine Matrix Diagonalisierbar?

Dazu machen wir folgende Definition. Definition. Eine quadratische Matrix A ∈ C(n,n) heißt diagonalisierbar, wenn es eine Matrix X ∈ GL(n,C) gibt mit A = XDX−1 . Dabei sei D eine Diagonalmatrix.

Wie viele Jordan normalformen gibt es?

Für eine (2×2) Matrix A gibt es drei verschiedene Jordan Normalformen J: Fall 1: Die Matrix A ist diagonalisierbar und hat zwei unabhängige Eigenwerte λ1 und λ2 (λ1 ≠ λ2).

Wie berechnet man den Kern einer Matrix?

Wir multiplizieren eine Matrix mit einem Vektor und erhalten als Lösungsvektor den Nullvektor . Der Vektor ist dann der Kern der Matrix.

Wann ist eine Matrix Nilpotent?

Nilpotente Matrix Definition

Eine quadratische Matrix A ist nilpotent, wenn es eine natürliche Zahl n größer oder gleich 1 gibt (also 2, 3, 4, 5 ...), für die gilt: An = 0 (d.h. A potenziert mit n ergibt die Nullmatrix).

Was ist ein Jordankästchen?

elementarer Jordan-Block, Jordan-Block, eine (p × p)-Matrix A = (aij) über K = ℝ oder ℂ, bei der alle Einträge auf der Hauptdiagonalen gleich sind, bei der in der Nebendiagonalen oberhalb der Hauptdiagonalen lauter Einsen stehen, und die sonst nur Nullen als Einträge aufweist.

Was ist algebraische Vielfachheit?

Lexikon der Mathematik algebraische Vielfachheit

Vielfachheit n des Faktors (μ − λ) im charakteristischen Polynom Pf (λ) = det(f − λ id) des Endomorphismus f : V → V, wobei μ einen Eigenwert von f bezeichnet. Es gilt also: (μ−λ)n|Pf(λ);(μ−λ)n+1✗Pf(λ).

Wann ist eine Matrix symmetrisch?

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.

Was ist der Kern von einer Matrix?

Der Kern einer Matrix ist eine Menge von Vektoren. Genauer gesagt, handelt es sich dabei um all die Vektoren, welche von rechts an die Matrix multipliziert den Nullvektor ergeben. Also alle Vektoren, die von der betrachteten Matrix auf den Nullvektor abgebildet werden, liegen im sogenannten Kern der Matrix.

Was ist der Nullraum einer Matrix?

Der Nullraum der Matrix A ist die Menge der Lösungen x zu Ax = 0. Dieser Nullraum N(A) enthält nur den Nullvektor x = 0, wenn die Spalten der Matrix A unabhängig sind.

Wie berechnet man das Bild einer Matrix?

Das Bild einer Matrix ist, grob gesagt, die Menge aller Vektoren b, die man auf diese Weise mit der Matrix “erreichen” kann. Du erhältst das Bild also, wenn du die Matrix mit allen möglichen Vektoren mit n Einträgen multiplizierst und die entstehenden Vektoren alle zu einer Menge zusammenfasst.

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 jede komplexe Matrix diagonalisierbar?

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

Wann ist f diagonalisierbar?

(i) F : V → V heißt diagonalisierbar, wenn eine der beiden vorigen Bedingungen erfüllt ist. (ii) Eine n × n Matrix A heißt diagonalisierbar, wenn der zugehörige Endomorphismus LA : Kn → Kn mit LA(v) = Av diagonalisierbar ist (⇔ A ist ähnlich zu einer Diagonalmatrix) .

Sind Diagonalmatrizen Kommutativ?

Spezielle Diagonalmatrizen

Normale Matrizen sind diagonalisierbar. Kommutiert also eine komplexe Matrix mit ihrer Adjungierten bzw. eine reelle Matrix mit ihrer Transponierten, so ist die Matrix diagonalisierbar.

Was ist die Matrize?

Als Matrix wird bezeichnet: eine Anordnung in Form einer Tabelle. Matrix (Mathematik), die Anordnung von Zahlenwerten oder anderen mathematischen Objekten in Tabellenform. Matrix (Logik), der quantorenfreie Teil einer Formel in der Prädikatenlogik.

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. ...

Wann ist eine Matrix Unitär?

Eine Matrix heißt unitär, wenn gilt: AAH=I (1) wobei gilt AH=ĀT (dh. dem komplex kojugierten Transponierten entspricht). Eine lineare Abbildung aus einem unitären Raum in sich selbst ist unitär, wenn ihre Matrix, bezüglich einer orthogonalen Basis, unitär ist.

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.

Kann eine Reellwertige symmetrische Matrix komplexe Eigenwerte haben?

Beispiel 3 aus Blatt Beispiele hat gezeigt, dass Matrizen mit reellen Elementen durchaus komplexe Eigenwerte haben können.