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Forum "Lineare Algebra - Eigenwerte" - Probleme mit kompl. Eigenwert
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Probleme mit kompl. Eigenwert: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:16 Di 27.02.2007
Autor: Braunstein

Aufgabe
Berechnen Sie die Eigenvektoren von

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

Hallo ihr,

hab Probleme mit dem Berechnen von Eigenvektoren der o.a. Matrix.
Nach mehrmaligem Durchrechnen konnte ich folgende Eigenwerte ermitteln:

1) [mm] \lambda=-1 [/mm]
2) [mm] \lambda=1+i [/mm]
3) [mm] \lambda=1-i [/mm]

Eigenvektor für [mm] \lambda=-1 [/mm] ist kein Problem. Probleme gibt's aber bei den folgenden beiden EV:

Die Matrix für [mm] \lambda=1+i [/mm] lautet doch

[mm] \pmat{ -i & 1 & 0 \\ 1 & -i & -2 \\ 2 & 1 & -2-i } [/mm]

Wenn ich nun versuche, den Eigenvektor mit dem Gauss'schen Eliminationsverfahren zu berechnen, erhalte ich folgendes:

[mm] x_{1}=t [/mm]
[mm] x_{2}=it [/mm]
[mm] x_{3}=t [/mm]

Matlab hingegen berechnet folgenden Eigenvektor:

[mm] x_{1}=0.0000+0.5774i [/mm]
[mm] x_{2}=-0.5774 [/mm]
[mm] x_{3}=0.0000+0.5774i [/mm]

Für [mm] \lambda=1-i [/mm] ergibt das dann den konjugiert komplexen EV. Warum kommt aber bei Matlab was völlig andres raus als bei mir??? Hab ich einen Fehler womöglich eingebaut?

Hier meine Vorgehensweise für [mm] \lambda=1+i [/mm]

[mm] \pmat{ -i & 1 & 0 \\ 1 & -i & -2 \\ 2 & 1 & -2-i} [/mm]

[mm] \pmat{ 0 & 2 & -2i \\ 1 & -i & -2 \\ 0 & 1+2i & 2-i} [/mm]

[mm] \pmat{ 0 & 1 & -i \\ 1 & -i & -2 \\ 0 & 1+2i & 2-i} [/mm]

[mm] \pmat{ 0 & -1 & i \\ 1 & -i & -2 \\ 0 & 0 & 0} [/mm]

Freue mich auf eine Antwort.

Gruß, Brauni

        
Bezug
Probleme mit kompl. Eigenwert: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:05 Di 27.02.2007
Autor: angela.h.b.


> Berechnen Sie die Eigenvektoren von
>
> [mm]A=\pmat{ 1 & 1 & 0 \\ 1 & 1 & -2 \\ 2 & 1 & -1 }[/mm]
>  Hallo
> ihr,
>
> hab Probleme mit dem Berechnen von Eigenvektoren der o.a.
> Matrix.
> Nach mehrmaligem Durchrechnen konnte ich folgende
> Eigenwerte ermitteln:
>
> 1) [mm]\lambda=-1[/mm]
>  2) [mm]\lambda=1+i[/mm]
>  3) [mm]\lambda=1-i[/mm]
>  
> Eigenvektor für [mm]\lambda=-1[/mm] ist kein Problem. Probleme
> gibt's aber bei den folgenden beiden EV:
>
> Die Matrix für [mm]\lambda=1+i[/mm] lautet doch
>  
> [mm]\pmat{ -i & 1 & 0 \\ 1 & -i & -2 \\ 2 & 1 & -2-i }[/mm]
>  
> Wenn ich nun versuche, den Eigenvektor mit dem Gauss'schen
> Eliminationsverfahren zu berechnen, erhalte ich folgendes:
>
> [mm]x_{1}=t[/mm]
>  [mm]x_{2}=it[/mm]
>  [mm]x_{3}=t[/mm]
>  
> Matlab hingegen berechnet folgenden Eigenvektor:
>
> [mm]x_{1}=0.0000+0.5774i[/mm]
>  [mm]x_{2}=-0.5774[/mm]
>  [mm]x_{3}=0.0000+0.5774i[/mm]
>  

Hallo,

da ist kein Widerspruch.
Man berechnet immer "einen Eigenvektor" und nicht "den Eigenvektor".
Die Vielfachen eines jeden Eigenvektors sind auch Eigenvektoren der Abbildung, was Du Dir leicht überlegen kannst.

Die Situation "Vielfaches" haben wir hier vorliegen.

Das, was Du gerechnet hast,

> [mm]x_{1}=t[/mm]
>  [mm]x_{2}=it[/mm]
>  [mm]x_{3}=t[/mm],

sagt, daß alle Eigenvektoren zum Ew 1+i die Gestalt [mm] \vektor{t \\ it \\ t}=t\vektor{1 \\ i \\ 1} [/mm] haben, d.h. der zugehörige Eigenraum ist [mm] <\vektor{1 \\ i \\ 1}>. [/mm]

Was sagt Dir Dein Mathlab?

> [mm]x_{1}=0.0000+0.5774i[/mm]
>  [mm]x_{2}=-0.5774[/mm]
>  [mm]x_{3}=0.0000+0.5774i[/mm],

d.h. es ist [mm] \vektor{0.5774i \\ -0.5774 \\ 0.5774i} [/mm] ein Eigenvektor.

Nun ist gerade [mm] \vektor{0.5774i \\ -0.5774 \\ 0.5774i}=0.5774i\vektor{1 \\ i \\ 1}, [/mm] womit der Widerspruch sich in Luft auflöst.

Gruß v. Angela



Bezug
                
Bezug
Probleme mit kompl. Eigenwert: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:12 Di 27.02.2007
Autor: Braunstein

Herzlichen Dank!!! :)
Deine Antwort hat mir soeben eine neue Tür geöffnet!!!!

Gruß, brauni

Bezug
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