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utf-8
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EV und EW gemeinsam bestimmen
ev-ew-01-01
multiple
1048576
randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) randRangeNonZero(-8,8) L - (X*B)/Y X/Y *(L - D) fractionReduce(Y*L - X * B,Y) fractionReduce(X *(L - D),Y) fractionReduce(D*(Y*L - X * B) - B*X *(L - D),Y) AN*D - CN * B fractionReduce(Y*D + Y*L - X * B,Y) fractionReduce(Y*D + Y*L - X * B - L*Y,Y)

Gegeben sei die Matrix A = \begin{pmatrix} A & B\\ C & D \end{pmatrix}.

Bestimmen Sie die Zahl {\color{blue}\lambda} und den Eintrag {\color{red}y}, sodass \begin{pmatrix} Y \\ {\color{red}y} \end{pmatrix} ein Eigenvektor zum Eigenwert {\color{blue}\lambda} ist.

EW \color{blue} \lambda = L
EV \color{red} y = X

Wir suchen {\color{blue}\lambda} und {\color{red}y} mit A \cdot \begin{pmatrix} Y \\ {\color{red}y} \end{pmatrix} = {\color{blue}\lambda} \cdot \begin{pmatrix} Y \\ {\color{red}y} \end{pmatrix} .

Zunächst bestimmen wir {\color{blue}\lambda} als eine Nullstelle des Charakteristischen Polynoms

\lambda^2 - T \cdot \lambda + S = (\lambda - L) \cdot (\lambda - L2).

Wir rechnen \begin{pmatrix} A & B\\ C & D \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} Y \\ {\color{red}y} \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} negParens(A) \cdot negParens(Y) + negParens(B) \cdot {\color{red}y} \\ negParens(C) \cdot negParens(Y) + negParens(D) \cdot {\color{red}y} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} AN*Y + negParens(B) \cdot {\color{red}y} \\ CN*Y + negParens(D) \cdot {\color{red}y} \end{pmatrix}

und wählen {\color{blue}\lambda} = L.

Wir suchen also {\color{red}y} mit \begin{pmatrix} AN*Y + negParens(B) \cdot {\color{red}y} \\ CN*Y + negParens(D) \cdot {\color{red}y} \end{pmatrix} = {\color{blue}L} \cdot \begin{pmatrix} Y \\ {\color{red}y} \end{pmatrix}.

Mit der ersten Zeile AN*Y + negParens(B) \cdot {\color{red}y} = L*Y können wir dann {\color{red}y} = X bestimmen.

Mit diesen Werten {\color{red}y} = X und {\color{blue}\lambda} = L ist auch die 2. Gleichung CN*Y + D * X = L *X erfüllt.

Wählen wir den anderen Eigenwert {\lambda} = L2, so gibt es kein solches {\color{red}y}, sodass die beiden Gleichungen erfüllt sind.