Matrix explizit berechnen

Neue Frage »

Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »
Matrix explizit berechnen
Meine Frage:
Hallo,

ich habe folgendes gegeben:



Nun besteht meine Aufgabe darin:
Berechnen Sie explizit die Matrix für , indem Sie zunächst für bestimmen.

Meine Ideen:
Ich verstehe nicht so recht, weshalb ich für bestimmen soll.

Ich kann doch folgendes schreiben:



oder auch



bzw



oder etwa nicht? .. damit hätte ich doch schon die Aufgabe gelöst, oder?
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo,

Zitat:
Ich verstehe nicht so recht, weshalb ich für bestimmen soll.

Wie habt ihr denn , das Matrixexponential für eine Matrix A, definiert?

Zitat:
oder etwa nicht? .. damit hätte ich doch schon die Aufgabe gelöst, oder?

Nein und Nein.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Hm.. stimmt..

okay dann nochmal:



Damit ergibt sich für :



1. Nebenrechnung:

2. Nebenrechnung:

Jetzt weiß ich nicht so recht wie ich das am besten verrechne..
Klar kann ich ausmultiplizieren aber da gibts doch sicherlich noch ne leichtere Methode, oder? verwirrt
Ist das so überhaupt richtig? ^^
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Hm.. stimmt..

Was stimmt?
Was ist denn jetzt die Defintion? Was du hier angibst ist nicht die Definition, das ist eine Folgerung draus.

Zitat:
Jetzt weiß ich nicht so recht wie ich das am besten verrechne..

Matrizenmultiplikation?

Zitat:
aber da gibts doch sicherlich noch ne leichtere Methode, oder? verwirrt

Wieso sollte es das?

Zitat:
Ist das so überhaupt richtig? ^^

Was du hier ausrechnest ist vom Vorgehen richtig um exp(icB) zu berechnen.

Du bearbeitest allerdings nicht die Aufgabe die du im Eröfnungsthread gepostet hast.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Ehrlich gesagt weiß ich nicht wie die Definition ist und weiß dann auch nicht wie die Aufgabe zu lösen ist.. unglücklich
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Das aller, alllererste bei der Bearbeitung einer Aufgabe ist es Definitionen und Begriffe nachzuschlagen die unbekannt und unklar sind.
Das solltest du spätestens jetzt tun.

Zitat:
und weiß dann auch nicht wie die Aufgabe zu lösen ist..

Das ist nicht verwunderlich, sondern eine direkte Folge aus der Unkenntnis der Definition.

Wie willst du etwas tun wenn du gar nicht weißt was zu tun ist.
 
 
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Das würde ich ja liebend gern tun aber da ich im internet nichts dazu finde, weil ich nicht genau weiß wonach ich googlen soll, ist das doch schon etwas schwieriger..

Ich hatte nach Matrizenpotential gegooglet und dachte somit, dass meine Lösung nach

richtig ist..
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
weil ich nicht genau weiß wonach ich googlen soll,

Lies dir bitte nochmal meinen ersten Post durch. Ich hab extra den Namen des begriffs hingschrieben, samit du was zum googeln hast.
Zitat:
Matrizenpotential

und das ist nicht der Begriff.

Mal davon abgesehen ist ein Durchlesen des eigenen Skripts mit ziemlicher Sicherheit sinnvoll investisierte Zeit.

Zitat:
dass meine Lösung nach richtig ist..

Ich schrieb bereits dazu folgendes:
Zitat:
Was du hier ausrechnest ist vom Vorgehen richtig um exp(icB) zu berechnen. Du bearbeitest allerdings nicht die Aufgabe die du im Eröfnungsthread gepostet hast.


Sag mal liest du eigentlich was ich schreibe?
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

okay ich habe jetzt noch folgendes gefunden:



und

Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Und in unseren Skript steht darüber nichts drin. unglücklich


EDIT: Sorry, ich hatte aber auch Matrixexponential gegooglet.. ich hatte das Wort eben falsch geschrieben..
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
okay ich habe jetzt noch folgendes gefunden:

Gratulation.
Damit sollte doch jetzt auch klar sein, warum potenziert werden soll, oder?



Zitat:
Und in unseren Skript steht darüber nichts drin.

Ganz ehrlich: Die Aussage ist ähnlich wie die von Schülern: "Das haben wir noch nie gemacht".
Ich bin mir ziemlich sicher dass es drinsteht, dass du nur nicht ausdauernd genug gesucht hast.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Nein. Schüler würden sich gar nicht erst zu Hause hinsetzen und VERSUCHEN es Selbstständig zu erarbeiten. Und nein, es steht nicht im Skript! Da es sich nicht um HöMa, sondern Theo handelt, ist dort alles sehr sehr knapp gehalten.

Ich habe jetzt was dazu gefunden und werde mich noch etwas mehr informieren und dann poste ich meine "Lösung"

Ja, ich bin etwas schwer von Begriff.. gelegentlich oder auch öfter, aber ich geb mir Mühe..
Danke für deine Hilfe! smile
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Worüber willst du dich denn noch informieren?
Mit der Def. hast du alles.

Und ich finde interessant was man heutzutage in Theologie so alles macht.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Theoretische Physik Big Laugh

Entschuldige bitte..
Naja.. mir reicht eine Definition alleine nicht aus. Ich würd auch gern wissen wofür ich sowas im Endeffekt brauche und denke das steckt mehr als nur eine Definition dahinter..
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
aja.. mir reicht eine Definition alleine nicht aus. Ich würd auch gern wissen wofür ich sowas im Endeffekt brauche und denke das steckt mehr als nur eine Definition dahinter..

Naja eigentlich wolltest du doch hier eine Aufgabe beantworten, oder?
Und dafür ist mit der Def. alles da, du musst nur mal das tun was die Aufgabe verlangt und nicht irgendwas anderes.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Matrix explizit berechnen
Na gut ich versuchs mal..

also es ist
und

mit

ergibt sich dann entsprechend:




Ich nehme an, dass ich jetzt irgendwie mit Konvergenzkriterien fort fahren muss? .. (falls das überhaupt jetzt auch richtig ist, und das ist, was verlangt wird.. wenn nicht versteh ich die Aufgabenstellung scheinbar immer noch nicht.. unglücklich )
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Berechne doch mal B², dann siehst du deinen Rechenfehler.

Wobei eigentlich hätte es auch so auffallen können, denn für deine berechneten Matrizen gilt nicht


Zitat:
Ich nehme an, dass ich jetzt irgendwie mit Konvergenzkriterien fort fahren muss? .

Müssen tust du gar nichts. Kannst du gern machen.
Sinnvoller ist es wohl an die komplexe Exponentialfunktion zu denken.

Ach ja übrigens, kein Mensch schreibt weil es insbesondere für größere Matrizen furchtbar aussieht. Schreib:
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

aber ist genau das, was ich gerechnet hatte:



damit habe ich diesbezüglich doch keinen Fehler gemacht? .. verwirrt

Ich weiß grade leider nicht was mir die komplexe e-Funktion in diesem Fall (ja ich weiß die Matrix ist komplex) nützen soll..



EDIT: Oh mist!! Hammer

Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

-i² ist nicht -1.
Und (-i)*i ist nicht i² und i² ist nicht 1.
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

[Zwischenruf]Hoffentlich ist mindestens 1 noch 1 ...[/Zwischenruf]
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

ich hab mich doch schon korregiert.. jetzt müsste es doch stimmen?
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Du hast den letzten Fehler korrigiert.
Die ersten beiden nicht.
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Wie ich mittlerweile sehe hast du den ersten auch korrigiert. Bleibt der Zweite.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

okay.. dann hab ich eben

mehr Fehler finde ich leider nicht. Tut mir leid.. und wie es weiter geht weiß ich auch nicht. Ich hab einfach keinen Plan was mir die komplexe e-Funktion an dieser nützen soll
Captain Kirk Auf diesen Beitrag antworten »

Es ist B²=E.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

ich habe das hundert man nachgerechnet.. das kann doch nicht sein, dass ich mich hundert mal verrechnet habe.. matrixmultiplikation hab ich schon so oft gemacht, dass kann doch nicht sein... Tränen

Gut.. dann hab ich eben die Einheitsmatrix.. und wenn ich die dann wieder mit meiner Matrix A multipliziere kommt aber wieder die Matrix A raus.. dennoch kann ich die Aufgabe nicht lösen, tut mir leid! Nach 6 1/2 Stunden fehlt mir auch inzwischen die Ausdauer.. ich kanns nicht und fertig.

Vielen Dank für deine Mühe!
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Manchmal geht alles schief. Wenn du darüber geschlafen hast, geht dir vielleicht ein Licht auf.





Induktiv folgt für :



Am besten teilt man die Exponentialreihe entsprechend auf:





Jetzt ersetze in der ersten Reihe durch und in der zweiten durch und summiere jeweils von bis . Die Reihen sind jetzt reine Zahlenreihen.

Wahrscheinlich bist du an der folgenden Rechnung gescheitert:
So ist zum Beispiel , dagegen . Oder , dagegen .
Vorfahrtsregel: 1. Klammer vor 2. Potenz vor 3. Punkt vor 4. Strich

Das ist Elementarstoff und sollte eigentlich nicht passieren. Aber nun ist es passiert. Und so böse auf die Schnauze gefallen, hat es für dich auch etwas Gutes: Es wird nicht mehr passieren.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Vielen lieben Dank für die ausführliche erklärung.
Inzwischen habe ich es auch verstanden..

Es lag nicht daran, dass ich mich mit der Multiplikation der Zahlen, bzw des Imaginärteils vertan habe, sondern daran, dass ich mich wohl ständig bei der Matrixmultiplikation vertan habe.. ich habe scheinbar zum Ende hin, also beim hinteren Teil der Matrix anstatt Zeile mit Spalte zu multiplizieren, Zeile mit Zeile multipliziert.. und das den ganzen Tag Hammer

Naja.. gestern war die Luft raus, heute wird wieder vernünftig gearbeitet. Vielen lieben Dank! smile
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Überlege genau, in welcher Art du das Endergebnis angibst. Bei geeigneter Darstellung ergibt sich nämlich etwas Interessantes.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Als Lösung habe ich:



Da ich B nur bei imaginären Sinus stehen habe, denke ich nicht, dass sich dies so einfach in umschreiben lässt.

Das Ergebnis find ich so schon interessant, falls es denn richtig ist.. da stellt sich mir die Frage ob das für jede komplexe Matrix gilt. verwirrt
RavenOnJ Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Dukaros
ich hab mich doch schon korregiert.. jetzt müsste es doch stimmen?


Ein beliebter Fehler: es heißt korrigieren nicht korregieren, trotz Korrektur.
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Dukaros
Als Lösung habe ich:


Das stimmt.
Aber ich denke, du siehst mehr, wenn du die Matrix vollständig mit ihren vier Einträgen hinschreibst. Sie ist nämlich rein-reell. Und vor allem hat sie eine geometrische Bedeutung. Welche?
RavenOnJ Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Dukaros




Damit ergibt sich für :



1. Nebenrechnung:

2. Nebenrechnung:



Du hättest auch durchaus auf diesem Weg weitergehen können:



Daraus folgt:

Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Es müsste doch die Drehungsmatrix sein, oder nicht? smile


Die geometrische Bedeutung ist letzlich ja dass, was eben gepostet wurde, nämlich dass es das selbe ist, wie wenn ich einfach nur meine Matrixelemente der Einheitsmatrix mit multiliziere.. kann das sein? Ansonsten sehe ich da ehrlich gesagt keine Hammer
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Dukaros
Es müsste doch die Drehungsmatrix sein, oder nicht? smile


Ja. Und der Drehsinn bei positivem ?
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

gegen den Uhrzeigersinn? vom ersten Quadranten in der zweiten, usw? Würde ich mal stark vermuten
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Schau dir die Matrix an und vermute nicht, sondern lies ab.
Dukaros Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn ich einen positiven Winkel einsetze, dann hab ich ein Rechtssystem und daher ist meine Aussage korrekt. Freude
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Das sehe ich anders. Einer von uns beiden irrt also.
xb Auf diesen Beitrag antworten »

Ich glaube ihr habt beide recht
Dukaros dreht wie in Physik und Technik üblich das Koordinatensystem und lässt das Objekt zB einen Vektor unverändert
während Leopold wohl das Koordinatensystem beibehält und das Objekt dreht
Neue Frage »
Antworten »



Verwandte Themen

Die Beliebtesten »
Die Größten »
Die Neuesten »