Das bedeutet, dass deren Determinante Null ist. ist die charakteristische Gleichung von A, und der linke Teil von ihr wird als das charakteristische Polynom von A bezeichnet. Die Wurzel dieser Gleichung sind die Eigenwerte von A, auch als charakteristische Werte, oder charakteristische Wurzel bezeichnet. Die charakteristische Gleichung von A ist eine Polynomgleichung, und um die Polynom-Koeffizienten zu erhalten muss man die Determinante der Matrix erweitern Für den 2x2 Fall gibt es eine einfache Formel:, wobei hier trA die Spur von A (Summe deren diagonalen Elemente) ist und detA die Determinante von A ist. Dies ist, Für andere Fälle kann man den Satz von Faddeev–LeVerrier verwenden, wie im Charakteristisches Polynom Rechner. Sobald man die charakteristische Gleichung in Polynomform hat, kann man den Eigenwert berechnen. Und hier kann man eine hervorragende Einführung finden, warum man sich die Mühe machen sollte, Eigenwerte und Eigenvektoren zu finden – und warum sie wichtige Konzepte der linearen Algebra sind.
Eigenwerte und Eigenvektoren berechnen + wichtige Eigenschaften von EW&EV - YouTube
$$ A \cdot \vec{x} = \lambda \cdot \vec{x} $$ Beispiel 2 $$ \begin{pmatrix} 3 & 0 \\ -9 & 6 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 3 \\ 9 \end{pmatrix} $$ Im Koordinatensystem sind die beiden Vektoren $\vec{x} = \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix}$ und $\lambda \cdot \vec{x} = \begin{pmatrix} 3 \\ 9 \end{pmatrix}$ eingezeichnet. Im Gegensatz zum ersten Beispiel verändert der Vektor hier nur seine Länge, wenn man ihn mit der Matrix $A$ multipliziert. Definition Beispiel 3 In der Aufgabenstellung aus Beispiel 2 $$ \begin{pmatrix} 3 & 0 \\ -9 & 6 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 3 \\ 9 \end{pmatrix} $$ ist $$ \vec{x} = \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix} $$ ein Eigenvektor der Matrix $A$. Der dazugehörige Eigenwert ist $\lambda = 3$, denn $$ \lambda \cdot \vec{x} = 3 \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 3 \\ 9 \end{pmatrix} $$ Satz Beweis $$ \begin{align*} A(k\vec{x}) &= kA\vec{x} \\[5px] &= k\lambda\vec{x} \\[5px] &= \lambda (k\vec{x}) \end{align*} $$ Folgerung Genauer gesagt: Zu einem Eigenwert gehört nicht nur ein Eigenvektor, sondern auch alle Vielfachen dieses Vektors.
Wie man dieses sog. Eigenwertproblem löst, erfährst du in den folgenden Kapiteln: Eigenwerte berechnen Eigenvektoren berechnen Online-Rechner Charakteristisches Polynom online berechnen Eigenwerte online berechnen Eigenvektoren online berechnen Zurück Vorheriges Kapitel Weiter Nächstes Kapitel
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