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Jordan-Normalform |
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Johnson
Junior  Dabei seit: 28.10.2011 Mitteilungen: 12
Aus:
 |     Themenstart: 2012-07-11 22:43
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Hallo,
bei meiner Aufgabe soll man aus den vorgegebenen Angaben die Jordansche Normalform bestimmen. Die Aufgabe lautet:
 
Sei V ein endlich-dimensionaler \IC -Vektorraum, sei f ein Endomorphismus von V, und sei P(X)= (X-1)^2(X-2)(x-7)^2 \el\ \IC [X]. Es gelte: i) p(f)=0 ii) Spur f = 6, det f = 4 iii) rg(f-id)=3 Bestimme die JNF von f.
 
Meinen Ansatz: aus i) folgt, dass p(X) im Annulator von f liegt. Deshalb teilt das Minimalpolynom \mue(X) p(X). Also hat unser Minimalpolynom folgende Gestalt: \mue (X) = (X-1)^r_1*(X-2)*(X-7)^r_2 mit r_1, r_2 \el\ \IN und 1<= r_1, r_2 <= 2 Also, haben wir die Eigenwerte 2,1 und 7. Weiter wissen wir, dass die Spur, Determinante und der Rang Invariant unter ähnlichen Matrizen ist, d.h. aus (ii) folgt Spur JNF_f=6 und det JNF_f =4 Aus iii) Es muss weiterhin gelten rg( JNF_f-id)= 3. Außerdem können wir, wenn wir die Dimension des Vektorraums kennen, Die Anzahl der Jordankästchen zum Eigenwert 1 angeben, denn dim V= dim im f + dim ker f. Wobei dim ker f = der Anzahl der Kästchen beschreibt. Was mich irritiert, wenn wir die EW 1,2 und 7 haben. Dann ist die Spur doch jetzt schon mind. 10. Also, irgendwas kann da noch nicht so ganz stimmen.
[ Nachricht wurde editiert von Johnson am 11.07.2012 22:44:31 ]
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Johnson
Junior  Dabei seit: 28.10.2011 Mitteilungen: 12
Aus:
 |     Beitrag No.1, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-11 22:59
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Ich glaub ich hab eine Idee. Und zwar gibt (1) ja egtl. nur die möglichen Eigenwerte an. Wegen der Spur und der Determinante scheidet, daher der Eigenwert 7 aus.
Das heißt, aus (ii) folgt, dass die JNF wie folgt aussieht:
 
(2,0,0,0;0,2,0,0;0,0,1,k;0,0,0,1) wobei k \el\ {0,1} Daraus folgt, dass dim V = 4 ist. Daraus folgt aber, dass es nur ein Kästchen zum Eigenwert 1 geben kann. Also sieht die JNF von f so aus: (2,0,0,0;0,2,0,0;0,0,1,1;0,0,0,1)
Passt das so?
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Redfrettchen
Senior  Dabei seit: 12.11.2005 Mitteilungen: 5641
Aus: Berlin
 |     Beitrag No.2, eingetragen 2012-07-12 12:02
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Hallo,
die JNF sollte stimmen. Aber du könntest das »aus (ii) folgt« noch etwas ausführen.
Grüße,
Thomas
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Johnson
Junior  Dabei seit: 28.10.2011 Mitteilungen: 12
Aus:
 |     Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-12 16:04
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Ah, ok.
Es gilt: Spur (JNF) = 6 und Det (JNF)= 4. Die JNF ist aber eine obere (bzw. untere) Dreiecksmatrix, d.h. die Determinante ist das Produkt der Hauptdiagonaleinträge. Also haben wir schonmal zwei 2en stehen. Da das mit der Spur noch im Einklang stehen muss, brauchen wir also noch zwei 1 auf der Hauptdiagonalen. Dann stellt man sich noch die Frage, warum wir nur einer Kästchen zum EW 2 haben. Wir wissen der EW 2 ex., also gibt es wegen dem Minimalpolynom nur Kästchen der Länge 1 bzw. eigentlich: das größte Kästchen hat Länge 1.
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Redfrettchen
Senior  Dabei seit: 12.11.2005 Mitteilungen: 5641
Aus: Berlin
 |     Beitrag No.4, eingetragen 2012-07-12 16:35
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Ja, jetzt ist es ausführlich genug :)
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