matheraum.de
Raum für Mathematik
Offene Informations- und Nachhilfegemeinschaft

Für Schüler, Studenten, Lehrer, Mathematik-Interessierte.
Hallo Gast!einloggen | registrieren ]
Startseite · Forum · Wissen · Kurse · Mitglieder · Team · Impressum
Forenbaum
^ Forenbaum
Status Hochschulmathe
  Status Uni-Analysis
    Status Reelle Analysis
    Status UKomplx
    Status Uni-Kompl. Analysis
    Status Differentialgl.
    Status Maß/Integrat-Theorie
    Status Funktionalanalysis
    Status Transformationen
    Status UAnaSon
  Status Uni-Lin. Algebra
    Status Abbildungen
    Status ULinAGS
    Status Matrizen
    Status Determinanten
    Status Eigenwerte
    Status Skalarprodukte
    Status Moduln/Vektorraum
    Status Sonstiges
  Status Algebra+Zahlentheo.
    Status Algebra
    Status Zahlentheorie
  Status Diskrete Mathematik
    Status Diskrete Optimierung
    Status Graphentheorie
    Status Operations Research
    Status Relationen
  Status Fachdidaktik
  Status Finanz+Versicherung
    Status Uni-Finanzmathematik
    Status Uni-Versicherungsmat
  Status Logik+Mengenlehre
    Status Logik
    Status Mengenlehre
  Status Numerik
    Status Lin. Gleich.-systeme
    Status Nichtlineare Gleich.
    Status Interpol.+Approx.
    Status Integr.+Differenz.
    Status Eigenwertprobleme
    Status DGL
  Status Uni-Stochastik
    Status Kombinatorik
    Status math. Statistik
    Status Statistik (Anwend.)
    Status stoch. Analysis
    Status stoch. Prozesse
    Status Wahrscheinlichkeitstheorie
  Status Topologie+Geometrie
  Status Uni-Sonstiges

Gezeigt werden alle Foren bis zur Tiefe 2

Navigation
 Startseite...
 Neuerdings beta neu
 Forum...
 vorwissen...
 vorkurse...
 Werkzeuge...
 Nachhilfevermittlung beta...
 Online-Spiele beta
 Suchen
 Verein...
 Impressum
Das Projekt
Server und Internetanbindung werden durch Spenden finanziert.
Organisiert wird das Projekt von unserem Koordinatorenteam.
Hunderte Mitglieder helfen ehrenamtlich in unseren moderierten Foren.
Anbieter der Seite ist der gemeinnützige Verein "Vorhilfe.de e.V.".
Partnerseiten
Weitere Fächer:

Open Source FunktionenplotterFunkyPlot: Kostenloser und quelloffener Funktionenplotter für Linux und andere Betriebssysteme
StartseiteMatheForenUni-Analysis-SonstigesQuadratische Form
Foren für weitere Studienfächer findest Du auf www.vorhilfe.de z.B. Astronomie • Medizin • Elektrotechnik • Maschinenbau • Bauingenieurwesen • Jura • Psychologie • Geowissenschaften
Forum "Uni-Analysis-Sonstiges" - Quadratische Form
Quadratische Form < Sonstiges < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
Ansicht: [ geschachtelt ] | ^ Forum "Uni-Analysis-Sonstiges"  | ^^ Alle Foren  | ^ Forenbaum  | Materialien

Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:32 Mo 14.03.2011
Autor: David90

Aufgabe
a) Bestimmen Sie die durch die Matrix [mm] Q=\pmat{ cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha & 0 \\ 0 & 0& & 1 } [/mm] induzierte quadratische Form.
b) Bestimmen Sie das charakteristische Polynom von Q in Abhängigkeit von [mm] \alpha \in [0,2\pi]. [/mm]
c) Untersuchen Sie die Matrix für [mm] \alpha [/mm] = 0 auf Definitheit.
d) Untersuchen Sie ihre Definitheit in Abhängigkeit von [mm] \alpha \in [0,2\pi]. [/mm]

Hey Leute, ich wollte mal nachfragen, ob ich das bei der Aufgabe bis jetzt richtig gelöst habe. Also bei a) muss man ja (x,y,z)* [mm] \pmat{ cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha & 0 \\ 0 & 0& & 1 } [/mm] * [mm] \vektor{x \\ y \\ z} [/mm] rechnen. Das ergibt dann (x,y,z)* [mm] \vektor{ xcos\alpha +ysin\alpha \\ xsin\alpha+ycos\alpha \\ z } [/mm] und das ergibt [mm] \vektor{ x^2cos\alpha +xysin\alpha \\ xysin\alpha+y^2cos\alpha \\ z^2 }. [/mm] Ist das soweit richtig?
Gruß David

        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:46 Mo 14.03.2011
Autor: fred97


> a) Bestimmen Sie die durch die Matrix [mm]Q=\pmat{ cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha & 0 \\ 0 & 0& & 1 }[/mm]
> induzierte quadratische Form.
>  b) Bestimmen Sie das charakteristische Polynom von Q in
> Abhängigkeit von [mm]\alpha \in [0,2\pi].[/mm]
>  c) Untersuchen Sie
> die Matrix für [mm]\alpha[/mm] = 0 auf Definitheit.
>  d) Untersuchen Sie ihre Definitheit in Abhängigkeit von
> [mm]\alpha \in [0,2\pi].[/mm]
>  Hey Leute, ich wollte mal nachfragen,
> ob ich das bei der Aufgabe bis jetzt richtig gelöst habe.
> Also bei a) muss man ja (x,y,z)* [mm]\pmat{ cos\alpha & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha & 0 \\ 0 & 0& & 1 }[/mm]
> * [mm]\vektor{x \\ y \\ z}[/mm] rechnen. Das ergibt dann (x,y,z)*
> [mm]\vektor{ xcos\alpha +ysin\alpha \\ xsin\alpha+ycos\alpha \\ z }[/mm]
> und das ergibt [mm]\vektor{ x^2cos\alpha +xysin\alpha \\ xysin\alpha+y^2cos\alpha \\ z^2 }.[/mm]
> Ist das soweit richtig?


Nein. Es gilt:

            [mm] $(x,y,z)*\vektor{a \\ b\\ c}=xa+yb+zc$ [/mm]   (Skalarprodukt !!!)

Du hast gerechnet:

            [mm] $(x,y,z)*\vektor{a \\ b\\ c}=\vektor{xa \\y b\\ zc}$, [/mm]

aber das ist Unfug !!!

FRED

>  Gruß David


Bezug
                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:22 Mo 14.03.2011
Autor: David90

oh sorry :O muss ich dann nich einfach die Matrix die ich zum ende raus hab in eine zeile schreiben?
Gruß David

Bezug
                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:26 Mo 14.03.2011
Autor: fred97

Die quadratische Form einer reellen 3 [mm] \times [/mm] 3 - Matrix ist eine reellwertige Funktion von 3 Variablen.

Schau auch mal hier:

                     http://statmath.wu.ac.at/~leydold/MOK/HTML/node60.html

FRED

Bezug
                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:31 Mo 14.03.2011
Autor: David90

mmmhhh...weiß jetzt garnicht wo mein fehler liegt:O kommt am ende nicht [mm] x^2cos\alpha+2xysin\alpha+y^2cos\alpha+z^2 [/mm] raus?:(
Gruß David

Bezug
                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:42 Mo 14.03.2011
Autor: MathePower

Hallo David90,

> mmmhhh...weiß jetzt garnicht wo mein fehler liegt:O kommt


Wenn Du zwei Vektoren miteinander multiplizierst,
erhältst Du auch ein Skalar, keinen Vektor.


> am ende nicht [mm]x^2cos\alpha+2xysin\alpha+y^2cos\alpha+z^2[/mm]
> raus?:(


In der Tat kommt das am Ende heraus.


>  Gruß David


Gruss
MathePower

Bezug
                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:01 Mo 14.03.2011
Autor: David90

alles klar^^ bei b) muss man ja nur die determinante von [mm] \pmat{ cos\alpha- \lambda & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha- \lambda & 0 \\ 0 & 0& & 1- \lambda } [/mm] ausrechnen oder?:) da bietet sich ja die letzte zeile an: [mm] (1-\lambda)*det \pmat{ cos\alpha - \lambda & sin\alpha \\ sin \alpha & cos\alpha - \lambda } [/mm] = [mm] (1-\lambda)[(cos\alpha [/mm] - [mm] \lambda)(cos\alpha [/mm] - [mm] \lambda)-(sin\alpha*sin\alpha)]=(1-\lambda)(cos^2\alpha-\lambda cos\alpha-\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha [/mm] = [mm] cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha- \lambda cos^2\alpha+\lambda^2 cos\alpha+\lambda^2 cos\alpha-\lambda^3+ \lambda sin^2\alpha=cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha- \lambda cos^2\alpha+2 \lambda^2 cos\alpha [/mm] - [mm] \lambda^3 [/mm] + [mm] \lambda sin^2\alpha [/mm] richtig?
Gruß David

Bezug
                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:33 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti

Hallo David,
> alles klar^^ bei b) muss man ja nur die determinante von
> [mm]\pmat{ cos\alpha- \lambda & sin\alpha & 0 \\ sin\alpha & cos\alpha- \lambda & 0 \\ 0 & 0& & 1- \lambda }[/mm]
> ausrechnen oder?:)

Üblicherweise berechnet man [mm] $\det(\lambda [/mm] E-Q)$, aber da du einmal so angefangen hast, können wir es auch so machen.

> da bietet sich ja die letzte zeile an:
> [mm](1-\lambda)*det \pmat{ cos\alpha - \lambda & sin\alpha \\ sin \alpha & cos\alpha - \lambda }[/mm]
> = [mm](1-\lambda)[(cos\alpha[/mm] - [mm]\lambda)(cos\alpha[/mm] -
> [mm]\lambda)-(sin\alpha*sin\alpha)]=(1-\lambda)(cos^2\alpha-\lambda cos\alpha-\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha[/mm]
> = [mm]cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha- \lambda cos^2\alpha+\lambda^2 cos\alpha+\lambda^2 cos\alpha-\lambda^3+ \lambda sin^2\alpha[/mm]
> [mm] =cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha+\lambda^2-sin^2\alpha- \lambda cos^2\alpha+2 \lambda^2 cos\alpha -\lambda^3 +\lambda sin^2\alpha [/mm] richtig?

Vereinfache noch weiter, in dem du die [mm] \lambda [/mm] nach Potenzen ordnest. Verwende zwischendurch nach Möglichkeit [mm] \sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1, [/mm] um weiter zu vereinfachen

>  Gruß David

Gruß

Bezug
                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:17 Mo 14.03.2011
Autor: David90

aber die einzigen quadrate mit sin und coa da drin sind: [mm] cos^2\alpha, -sin^2\alpha, -\lambda cos^2\alpha, \lambda sin^2\alpha...die [/mm] kann man doch nicht zusammenfassen oder doch?:O

Bezug
                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:26 Mo 14.03.2011
Autor: MathePower

Hallo David90,


> aber die einzigen quadrate mit sin und coa da drin sind:
> [mm]cos^2\alpha, -sin^2\alpha, -\lambda cos^2\alpha, \lambda sin^2\alpha...die[/mm]
> kann man doch nicht zusammenfassen oder doch?:O


[mm]sin^2\alpha[/mm] kannst Du noch ersetzen.


Gruss
MathePower

Bezug
                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:33 Mo 14.03.2011
Autor: David90

und wie? meinst du das umschreiben zu [mm] \lambda sin\alpha*sin\alpha [/mm] und das dann irgenwie zusammenfassen?
Gruß David

Bezug
                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:36 Mo 14.03.2011
Autor: fred97


> und wie? meinst du das umschreiben zu [mm]\lambda sin\alpha*sin\alpha[/mm]
> und das dann irgenwie zusammenfassen?
>  Gruß David


                             $ [mm] \sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1 [/mm] $


FRED


Bezug
                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:41 Mo 14.03.2011
Autor: David90

und das [mm] \lambda [/mm] vor dem sin kann man einfach ignorieren oder was? Oder kann man das so verstehen: [mm] \lambda sin^2\alpha+\lambda cos^2\alpha [/mm] = [mm] \lambda?:O [/mm]
Gruß David

Bezug
                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:44 Mo 14.03.2011
Autor: fred97


> und das [mm]\lambda[/mm] vor dem sin kann man einfach ignorieren
> oder was? Oder kann man das so verstehen: [mm]\lambda sin^2\alpha+\lambda cos^2\alpha[/mm]  = [mm]\lambda[/mm]



Klar doch !

FRED

> ?:O[/mm]
>  Gruß David


Bezug
                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:53 Mo 14.03.2011
Autor: David90

ja aber für mich vereinfacht sich da nichts...dann steht da: [mm] -\lambda^3+ \lambda^2+ \lambda -2\lambda cos^2\alpha+2\lambda^2 cos\alpha-2\lambda cos\alpha+cos^2\alpha-sin^2\alpha... [/mm]
Gruß David

Bezug
                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:56 Mo 14.03.2011
Autor: fred97

[mm] sin^2\alpha= 1-cos^2 \alpha [/mm]

FRED

Bezug
                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:06 Mo 14.03.2011
Autor: David90

ja aber da steht doch [mm] -sin^2\alpha [/mm] und das ist dann [mm] -1+cos^2\alpha...die [/mm] terme werden nicht weniger, da vereinfacht sich nichts...wenn ich das so ersetze steht da: [mm] -\lambda^3+\lambda^2+\lambda-2\lambda cos^2\alpha+2\lambda^2cos\alpha+2cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha-1 [/mm] genauso lang wie vorher:O
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:12 Mo 14.03.2011
Autor: MathePower

Hallo David90,

> ja aber da steht doch [mm]-sin^2\alpha[/mm] und das ist dann
> [mm]-1+cos^2\alpha...die[/mm] terme werden nicht weniger, da
> vereinfacht sich nichts...wenn ich das so ersetze steht da:
> [mm]-\lambda^3+\lambda^2+\lambda-2\lambda cos^2\alpha+2\lambda^2cos\alpha+2cos^2\alpha-2\lambda cos\alpha-1[/mm]
> genauso lang wie vorher:O


Dann lass es so stehen.


>  Gruß David


Gruss
MathePower

Bezug
                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:22 Mo 14.03.2011
Autor: David90

ok so solls sein:) die aufgabe c) geht ja relativ schnell oder? wenn man für [mm] \alpha=0 [/mm] einsetzen steht da die Einheitsmatrix und das heißt wir haben nur positive EW auf der Diagonalen und damit ist die Matrix positiv definit richtig?
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:05 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti

Hallo David,
> ok so solls sein:) die aufgabe c) geht ja relativ schnell
> oder? wenn man für [mm]\alpha=0[/mm] einsetzen steht da die
> Einheitsmatrix und das heißt wir haben nur positive EW auf
> der Diagonalen und damit ist die Matrix positiv definit
> richtig?

Diese Begründung ist mir nicht klar. Du schreibst etwa "Es gibt nur positive EW [mm] \Rightarrow [/mm] positiv definit". Das ist m.E. im Allgemeinen nicht der Fall.
EDIT: Klarheit.

Du hast doch bereits die quadratische Form ausgerechnet:
[mm] \qquad [/mm] $ [mm] x^2cos\alpha+2xysin\alpha+y^2cos\alpha+z^2 [/mm] $
mit [mm] \alpha=0 [/mm] steht da:
[mm] \qquad $x^2+y^2+z^2$ [/mm]
und das ist positiv definit, denn für [mm] (x,y,z)^T\neq0 [/mm] ist
[mm] \qquad $x^2+y^2+z^2>0$ [/mm]

Gruß



Bezug
                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:17 Mo 14.03.2011
Autor: David90

Achso verstehe das macht man mit der quadratischen Form :) und bei der letzten Aufgabe muss man das ja für [mm] \alpha \in [0,2\pi] [/mm] untersuchen. Wie geht man denn da am besten vor?
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:22 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> Achso verstehe das macht man mit der quadratischen Form :)
> und bei der letzten Aufgabe muss man das ja für [mm]\alpha \in [0,2\pi][/mm]
> untersuchen. Wie geht man denn da am besten vor?
>  Gruß David

Dann schau dir die EWs des charakteristischen Polynoms an (deine Version):
[mm] \det(Q-\lambda*E)=P_Q(\lambda)= (1-\lambda)[(cos\alpha [/mm] - [mm] \lambda)^2-sin^2\alpha]=(1-\lambda)[cos^2\alpha- 2\lambda\cos\alpha +\lambda^2-sin^2\alpha] [/mm]
Was sind die Nullstellen von [mm] [cos^2\alpha- 2\lambda\cos\alpha +\lambda^2-sin^2\alpha] [/mm] in Abhängigkeit von [mm] \alpha? [/mm]
Löse [mm] 0=\lambda^2- 2\lambda\cos\alpha+cos^2\alpha-sin^2\alpha [/mm]

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:40 Mo 14.03.2011
Autor: David90

oha....hab [mm] -sin^2\alpha [/mm] umgeschrieben in [mm] -1+cos^2\alpha...aber [/mm] hab immer noch keine Ahnung wie man auf die Nullstellen von der Gleichung kommt...
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:50 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> oha....hab [mm]-sin^2\alpha[/mm] umgeschrieben in
> [mm]-1+cos^2\alpha...aber[/mm] hab immer noch keine Ahnung wie man
> auf die Nullstellen von der Gleichung kommt...
>  Gruß David

PQ- Formel und zwar gleich am Anfang.

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:58 Mo 14.03.2011
Autor: David90

ich weiß nich ob ich zu blöd dafür bin -.- komm nich weiter bei: [mm] \lambda cos\alpha \pm \wurzel{\lambda^2cos^2\alpha-2cos^2\alpha +1 } [/mm] wie soll man denn daraus die wurzel ziehen? :(


Bezug
                                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:08 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> ich weiß nich ob ich zu blöd dafür bin -.- komm nich
> weiter bei: [mm]\lambda cos\alpha \pm \wurzel{\lambda^2cos^2\alpha-2cos^2\alpha +1 }[/mm]
> wie soll man denn daraus die wurzel ziehen? :(

Seit wann berechnet man denn so Nullstellen??
Du sollst die Gleichung in [mm] \lambda [/mm] lösen ... da können keine [mm] \lambda [/mm] mehr in der Lösung auftauchen!

>  

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:33 Mo 14.03.2011
Autor: David90

Achso...aber dann staht ja trotzdem: [mm] cos\alpha \pm \wurzel{-cos^2\alpha +1} [/mm] daraus kann man doch auch nich die Wurzel ziehen oder?
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:40 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> Achso...aber dann staht ja trotzdem: [mm]cos\alpha \pm \wurzel{-cos^2\alpha +1}[/mm]
> daraus kann man doch auch nich die Wurzel ziehen oder?
>  Gruß David

$ [mm] 0=\lambda^2- 2\lambda\cos\alpha+cos^2\alpha-sin^2\alpha [/mm] $
also [mm] p=-2\cos\alpha, q=cos^2\alpha-sin^2\alpha [/mm]

also [mm] \lambda_{2/3}=\cos\alpha\pm\sqrt{\cos^2\alpha-(cos^2\alpha-sin^2\alpha)}=\cos\alpha\pm|sin\alpha| [/mm]

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:46 Mo 14.03.2011
Autor: David90

Achso...das umformen von mir war völliger quatsch... also haben wir die beiden Lösungen: [mm] \lambda_{1}=cos\alpha+sin\alpha [/mm] und [mm] \lambda_{2}=cos\alpha-sin\alpha. [/mm]
Mehr muss man ja nicht ausrechnen oder?
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:01 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> Achso...das umformen von mir war völliger quatsch... also
> haben wir die beiden Lösungen:
> [mm]\lambda_{1}=cos\alpha+\red{|}sin\alpha\red{|}[/mm] und
> [mm]\lambda_{2}=cos\alpha-\red{|}sin\alpha\red{|}.[/mm]
> Mehr muss man ja nicht ausrechnen oder?

der Betrag stand nicht ohne Grund da...

Für positiv definit müssen alle EWs positiv sein.
Wegen [mm] \lambda_2 [/mm] muss schonmal [mm] \cos\alpha>0 [/mm] sein (klar, sonst [mm] \leq0 [/mm] ).
Es muss sogar [mm] \cos\alpha>\frac{\sqrt{2}}{2} [/mm] sein (warum? - zeichne dir zur Visualisierung ein Bild von [mm] cos\alpha [/mm] und [mm] |sin\alpha| [/mm] auf [mm] [0,2\pi]. [/mm] wo läuft der Graph von [mm] \cos\alpha [/mm] über dem anderen?)

Formuliere am Ende Bedingungen für [mm] \alpha. [/mm]

>  Gruß David

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:16 Mo 14.03.2011
Autor: David90

ok also bei [mm] \lambda_{1}=cos\alpha+ [/mm] | [mm] sin\alpha [/mm] | der Betrag ist ja sowieso positiv. Das bedeutet [mm] cos\alpha [/mm] muss auch positiv sein und das ist für [mm] \alpha \in ]0,\bruch{\pi}{2}] [/mm] oder? Und bei [mm] \lambda_{2}=cos\alpha- [/mm] | [mm] sin\alpha [/mm] | muss [mm] \alpha \not= \bruch{\wurzel{2}}{2} [/mm] sein weil sich die Kurven da schneiden, d.h. beide gleich sind und dann ist das ja semidefinit...aber ich versteh nicht warum der cos > als [mm] \bruch{\wurzel{2}}{2} [/mm] sein muss, weil für > is der sin ja größer als der cos und dann kommen negative EW's raus :O
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:22 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> ok also bei [mm]\lambda_{1}=cos\alpha+[/mm] | [mm]sin\alpha[/mm] | der Betrag
> ist ja sowieso positiv.

nicht negativ

> Das bedeutet [mm]cos\alpha[/mm] muss auch
> positiv sein und das ist für [mm]\alpha \in \red{[}0,\bruch{\pi}{2}\red{[}[/mm]
> oder?

sowie [mm] \alpha\in]\3\pi/2,2\pi] [/mm]

> Und bei [mm]\lambda_{2}=cos\alpha-[/mm] | [mm]sin\alpha[/mm] | muss
> [mm]\alpha \not= \bruch{\wurzel{2}}{2}[/mm] sein weil sich die
> Kurven da schneiden, d.h. beide gleich sind und dann ist
> das ja semidefinit...aber ich versteh nicht warum der cos >
> als [mm]\bruch{\wurzel{2}}{2}[/mm] sein muss, weil für > is der sin
> ja größer als der cos und dann kommen negative EW's raus

Wenn du mal lesen würdest:
Q ist positiv definit [mm] \gdw [/mm] alle Eigenwerte sind positiv.

Auch negative EW sind ausgeschlossen!

> :O
>  Gruß David

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:29 Mo 14.03.2011
Autor: David90

oh man bin grad völlig verwirrt-.- also dass positive EW's rauskommen müssen ist ja klar...wegen dem Betrag kann das ja nicht negativ werden...also bleibt nur, dass beide positiv werden können und das ist für [mm] \alpha \in [0,2\pi] [/mm] ohne [mm] \pi/4 [/mm] ...glaub ich...

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Lösung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:43 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti


> oh man bin grad völlig verwirrt-.- also dass positive EW's
> rauskommen müssen ist ja klar...wegen dem Betrag kann das
> ja nicht negativ werden...also bleibt nur, dass beide
> positiv werden können und das ist für [mm]\alpha \in [0,2\pi][/mm]
> ohne [mm]\pi/4[/mm] ...glaub ich...

Nope.

Wir waren bereits bei [mm] \cos\alpha>\sqrt{2}/2. [/mm] Das hast du (hoffentlich) an der Skizze gesehen, denn andernfalls ist [mm] \lambda_2=\cos\alpha-|\sin\alpha|\leq0. [/mm] Das darf aber nicht sein.
Unter der Bedingung [mm] \cos\alpha>\sqrt{2}/2 [/mm] ist auch [mm] \lambda_1=\cos\alpha+|\sin\alpha| [/mm] offensichtlich positiv.

[mm] \cos\alpha>\sqrt{2}/2 [/mm] ist erfüllt für [mm] \alpha\in[0,\pi/4[ [/mm] oder [mm] \alpha\in[7\pi/8, 2\pi] [/mm]

Gruß

Bezug
                                                                                                                                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:54 Mo 14.03.2011
Autor: David90

achso^^ oh man war das ne schwere geburt :O danke dir:)
Gruß David

Bezug
                                                                                                                                                                
Bezug
Quadratische Form: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:31 Mo 14.03.2011
Autor: fred97


> Hallo David,
>  > ok so solls sein:) die aufgabe c) geht ja relativ

> schnell
> > oder? wenn man für [mm]\alpha=0[/mm] einsetzen steht da die
> > Einheitsmatrix und das heißt wir haben nur positive EW auf
> > der Diagonalen und damit ist die Matrix positiv definit
> > richtig?
>  Diese Begründung ist mir nicht klar. Du schreibst etwa
> "Es gibt nur positive EW [mm]\Rightarrow[/mm] positiv definit". Das
> ist m.E. im Allgemeinen nicht der Fall.

Doch das ist der Fall. Wenn eine sym. Matrix nur positive (negative) Eigenwerte hat, so ist sie positiv (negativ) definit.

FRED

>  
> Du hast doch bereits die quadratische Form ausgerechnet:
>  [mm]\qquad[/mm]  [mm]x^2cos\alpha+2xysin\alpha+y^2cos\alpha+z^2[/mm]
> mit [mm]\alpha=0[/mm] steht da:
>  [mm]\qquad[/mm]  [mm]x^2+y^2+z^2[/mm]
>  und das ist positiv definit, denn für [mm](x,y,z)^T\neq0[/mm] ist
>  [mm]\qquad[/mm]  [mm]x^2+y^2+z^2>0[/mm]
>  
> Gruß
>  
>  


Bezug
                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:32 Mo 14.03.2011
Autor: David90

wusst ichs doch^^ danke:)

Bezug
                                                                                                                                                                        
Bezug
Quadratische Form: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:40 Mo 14.03.2011
Autor: kamaleonti

Hallo Fred,
>  >  Diese Begründung ist mir nicht klar. Du schreibst etwa
> > "Es gibt nur positive EW [mm]\Rightarrow[/mm] positiv definit". Das
> > ist m.E. im Allgemeinen nicht der Fall.
>  
> Doch das ist der Fall. Wenn eine sym. Matrix nur positive
> (negative) Eigenwerte hat, so ist sie positiv (negativ) definit.

Danke, dabei war ich mir nicht sicher. Kannte bisher nur das Hurwitzkriterium.
Habe es []hier auch nochmal recherchiert.

>  
> FRED

Gruß

Bezug
Ansicht: [ geschachtelt ] | ^ Forum "Uni-Analysis-Sonstiges"  | ^^ Alle Foren  | ^ Forenbaum  | Materialien


^ Seitenanfang ^
www.unimatheforum.de
[ Startseite | Forum | Wissen | Kurse | Mitglieder | Team | Impressum ]