Verständnisproblem Eigenbasis

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Komand Auf diesen Beitrag antworten »
Verständnisproblem Eigenbasis
Hi,

ich schieb gleich mal noch einen Thread hinterher Augenzwinkern

Für eine Basis in V muss ja gelten: Anzahl Spaltenvektoren der Basis=Dimension V=Rang Basis. Anders gesagt: Die Spaltenvektoren müssen linear unabhängig und erzeugend sein. Folglich sind linear unabhängige Vektoren nicht zwangsläufig erzeugend, bilden also nicht perse eine Basis.
In einer Musterlösung einer meiner Lin-Alg-Serien steht nun:
Zitat:
Zu drei verschiedenen Eigenwerten gibt es drei linear unabhängige Eigenvektoren, also existiert eine Eigenbasis.

In der gleichen Serie heisst es zu einem anderen Beispiel über die EW 1 und 6, "die EW sind verschieden, also existiert eine Eigenbasis".

Meine Fragen:

1. Liefern EV zu unterschiedlichen EW perse ein eindeutig lösbares LSG, das nicht extra noch mit Gauss auf seinen Rang überprüft werden muss? Herkömmliche lin. unabh. Vektoren, die unter "Verdacht" stehen, eine Basis zu bilden, würde man ja erst noch in einem LSG zusammenfassen und dieses dann auf seinen Rang hin untersuchen.
2. Ein hinreichendes Kriterium für die Existenz einer Eigenbasis ist doch meines Wissens, dass die algebraische Vielfachheit (VFH) aller EW gleich der geometrischen VFH ihrer Eigenräume sein muss. Wie passt das mit Frage 1 zusammen?

Grüße, Komand
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Verständnisproblem Eigenbasis
Zitat:
Original von Komand
1. Liefern EV zu unterschiedlichen EW perse ein eindeutig lösbares LSG, das nicht extra noch mit Gauss auf seinen Rang überprüft werden muss?

Im Prinzip ja. Es wird aber anders bewiesen.

Zitat:
Original von Komand
2. Ein hinreichendes Kriterium für die Existenz einer Eigenbasis ist doch meines Wissens, dass die algebraische Vielfachheit (VFH) aller EW gleich der geometrischen VFH ihrer Eigenräume sein muss. Wie passt das mit Frage 1 zusammen?

Ich verstehe die Frage nicht bzw. wo ist das Problem?
Komand Auf diesen Beitrag antworten »

Hi,

Zitat:
Im Prinzip ja. Es wird aber anders bewiesen.

ok gut. Weißt du auch warum das so ist? (rein aus Interesse)

Zitat:
Ich verstehe die Frage nicht bzw. wo ist das Problem?

Anders gefragt: Wenn sich z.B. die Frage nach der Diagonalisierbarkeit einer Matrix A stellt (was ja äquivalent ist zu "besitzt A eine Eigenbasis?"), brauche ich bei unterschiedlichen EW gar nicht mehr nach den alg. und geom. VFH schauen, sondern kann bereits aus der Unterschiedlichkeit der EW die Diagonalisierbarkeit ableiten?

Grüße, Komand
WebFritzi Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Komand
Anders gefragt: Wenn sich z.B. die Frage nach der Diagonalisierbarkeit einer Matrix A stellt (was ja äquivalent ist zu "besitzt A eine Eigenbasis?"), brauche ich bei unterschiedlichen EW gar nicht mehr nach den alg. und geom. VFH schauen, sondern kann bereits aus der Unterschiedlichkeit der EW die Diagonalisierbarkeit ableiten?


Wenn die Dimension des Raumes n ist und du n paarweise verschiedene Eigenwerte hast, dann ist das so, ja.
off Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
EW gar nicht mehr nach den alg. und geom. VFH schauen, sondern kann bereits aus der Unterschiedlichkeit der EW die Diagonalisierbarkeit ableiten?


Ja das kannst Du. Da würdest Du sogar selber drauf kommen wenn Du kurz nachdenkst. Wenn A eine N x N Matrix ist mit N paarweise verschiedenen Eigenwerten. Dann wissen wir :

Jeder Eigenwert hat die algebraische Vielfachheit 1.
Jeder Eigenwert hat die geometrische Vielfachheit mindestens 1.

Die geometrische Vielfachheit ist immer kleiner gleich der algebraischen Vielfachheit.

=> Die geometrische Vielfachheit aller Eigenwerte ist 1.
=> Jeder Eigenwert hat die gleiche algebraische und geometrische Vielfachheit.
=> A ist Diagonalisierbar.
Komand Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Jeder Eigenwert hat die algebraische Vielfachheit 1. Jeder Eigenwert hat die geometrische Vielfachheit mindestens 1. Die geometrische Vielfachheit ist immer kleiner gleich der algebraischen Vielfachheit. => Die geometrische Vielfachheit aller Eigenwerte ist 1. => Jeder Eigenwert hat die gleiche algebraische und geometrische Vielfachheit. => A ist Diagonalisierbar.

leuchtet ein, Dankeschön!

Komand
 
 
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Komand
ok gut. Weißt du auch warum das so ist? (rein aus Interesse)

Den Beweis findest du in jedem Algebrabuch, das das Thema behandelt.
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