Hat jemand einen Tipp, wie ich die Determinante dieser Matrix bestimmen kann?

Jangler13  14.11.2022, 23:29

Was stört dich denn, die Matrix mit dem Gauß Algorithmus zu diagonalisieren?

kadwin0 
Beitragsersteller
 14.11.2022, 23:52

Das Problem ist doch, dass ich n nicht kenne, der kann ja sogar unendlich groß sein oder nicht? Für Gauß muss man doch die größe der Matrix kennen?

1 Antwort

Vom Beitragsersteller als hilfreich ausgezeichnet
Das Problem ist doch, dass ich n nicht kenne, der kann ja sogar unendlich groß sein oder nicht? Für Gauß muss man doch die größe der Matrix kennen?

Nein. n ist eine natürliche Zahl, also nicht unendlich.

Versuche herzuleiten, wie der Eintrag der Diagonalen an der i. Zeile und Spalte aussieht.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Mache derzeit meinen Mathematik Master

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 18:23

Ich habe das Muster:

erste Zeile: 2 -1 0 . 0 0 0 0

danach

zweite Zeile : -1 2 -1 0 0 0 0 ...

danach 3 Zeile: 0 -1 2 -1 0 0 00

Danach 4 Zeile: 0 0 -1 2 -1 0...

Also ab 2 Zeile ist es so ich habe -1 dann 2 dann -1 stehen und danach folgen nur noch 0´en bis n-2 Zeilen. Bei n-1 Zeilen habe ich auch stehen -1-2-1 aber ganz hinten, davor sind nur noch 0´en, danach kommen keine mehr und bei n endet es mit -1 2 und davor nur noch Nullen.

Aber verstehe nicht, wie ich damit weiterkomme?

Jangler13  16.11.2022, 18:26
@kadwin0

Ich meinte eigentlich, dass du bestimmen sollst, wie der i. Diagonalen Eintrag nach Anwendung vom Gauß Algorithmus aussieht.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 18:44
@Jangler13

Ich befinde mich auf Z, darf deshalb nicht mit Brüchen arbeiten.

Ich kann erstmal zweite Zeile* 2 machen dann mit erster addieren, damit ich unter dem ersten Diagonaleintrag die 0 habe, statt -1, dann ist érster Diagonaleintrag 2, der zweite ist 3, da ich mit 2 multipliziert habe und danach erste Zeile zur zweiten addiert habe. Der dritte ist 5, weill ich dann dritte Zeile mal 3 nehme plus zweite Zeile, damit unter dem zweiten Diagonaleitnrag 0 ist, dadurch wird 3 Diagonaleintrag 5?

Jangler13  16.11.2022, 18:57
@kadwin0
Ich befinde mich auf Z, darf deshalb nicht mit Brüchen arbeiten.

Natürlich darfst du mit brüchen Rechnen.

Aber ja, der Rest ist korrekt. Du musst aber beachten, dass wenn du eine Zeile mit einem Faktor multiplizierst, dass du dann die Determinante am Ende durch den Faktor teilen musst.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 18:59
@Jangler13

Achso, aber ich habe jetzt was anderes gefunden, für n=1 ist die Determinante=2,

n=2 Determinante=3

n=3 Determinante=4

n=4 Determinante=8

n=5= Determinante=16

n=6 Determinante=32 usw.

Habe mir das überlegt:

Fallunterscheidung:

n=1 -->Determinante=2

n=2 --> Determinante =3

udn ab n>=3 gilt das geannante, aber ich weiß nicht, wie man das formuliert?

Jangler13  16.11.2022, 19:00
@kadwin0
Achso, aber ich habe jetzt was anderes gefunden

Was meinst du mit "gefunden" dein andere Ansatz ist schon korrekt.

n=2 Determinante=3
n=3 Determinante=4
n=4 Determinante=8
n=5= Determinante=16
n=6 Determinante=32 usw.

Das ist falsch.

Für n=4 ist die Determinante zum Beispiel 5

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 19:01
@Jangler13

Aso der ist korrekt. Dann mach ich da weiter, aber ich befinde mich ja in Z, warum darf ich dann z. B. mit 1/2 multiplizieren? Z kennt doch 1/2 garnicht?

Jangler13  16.11.2022, 19:03
@kadwin0

Du befindest dich nicht in Z, das Z ist nur dazu da, um zu zeigen, dass die einträge ganzzahlig sind, mehr nicht

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 19:13
@Jangler13

Okay die Determinante ist n+1, aber wie begründe ich das?

Ich habe es einfach mal für n=1, dann für n=2, dann für n=3 gerechnet es ist immer n+1, aber begründen?

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 19:26
@Jangler13

Wäre es so richtig:

(IA) n=1, Determinante ist =n+1, also 2

(IV): Die Behauptung gilt für beliebiges n € N, n>=1

(IS): n-->n+1: dann einfach für n=2 die Matrix aufschreiben und Determinante berechenn?

Jangler13  16.11.2022, 19:35
@kadwin0

Nein. Versuche zuerst zu bestimmen, wie der i. Eintrag der Diagonalen sowie die beiden einträge links und rechts aussehen, nachdem du den Gaußalgorithmus durchgeführt hast.

Bestimme damit dann die Determinante.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 19:38
@Jangler13

liniks ist immer 0 oder ncihts und rechts entwededer -1 oder nichts

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 19:49
@Jangler13

Aso, ganz oben 2, danach 1,5 dann 1,33 usw, immer halt nachrechnen

Jangler13  16.11.2022, 19:52
@kadwin0

Hab ich nach den ersten drei Diagonaleinträgen gefragt? Nein. Ich habe nach den i. Diagonaleintrag gefragt.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 20:02
@Jangler13

Aso, ab n=3 Diagonale_von_n=2/Diagonale_von_n-1

Jangler13  16.11.2022, 20:04
@kadwin0

1. Keine Ahnung was bei dir "Diagonale_von_n" bedeuten soll

2. Nein.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 20:05
@Jangler13

Also wenn ich die Diagonale von der n-ten Zeile bestimmen will, nehme ich einfach 2 geteilt durch Diagonale von n-1´te Zeile. Ist das falsch?

Jangler13  16.11.2022, 20:06
@kadwin0

Ja das ist falsch. Das siehst du auch schon bei deinen ersten drei einträgen die du hi geschrieben hast.

Der erste Eintrag ist 2, der zweite ist 3/2≠2/2

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 20:14
@Jangler13

Ja, aber meinte ja ab n=3, also ab n=3 passt es oder?

Jangler13  16.11.2022, 20:14
@kadwin0

Nein, das kannst du auch leicht selbst prüfen indem du Gauß für n=4 anwendest

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 20:23
@Jangler13

Aso Formel für Diagonale ist (i-te-Zeile+1)/i-te-Zeile.

Aber wie weiß ich damit was per Induktion nach?

Ich kann sagen:

(IA) i=1, Der Eintrag auf der Diagonalen ist ist =2/1, also 2.

(IV): Die Behauptung gilt für beliebiges n € N, n>=1

(IS): i-->i+1: dann einfach (n+1+1)/n+1, also n+2/n+1, aber was bringt das mir, kann doch hier nicht weiter beweisen?

Jangler13  16.11.2022, 20:26
@kadwin0
Aso Formel für Diagonale ist (i-te-Zeile+1)/i-te-Zeile.

Nein. Sondern (i+1)/i

Aber wie weiß ich damit was per Induktion nach?

nutzte die Antwort auf

Versuche zuerst zu bestimmen, wie der i. Eintrag der Diagonalen sowie die beiden einträge links und rechts aussehen, nachdem du den Gaußalgorithmus [bis zur i. Zeile] durchgeführt hast.

Und wende nun Gauß auf die i+1. Zeile an.

kadwin0 
Beitragsersteller
 16.11.2022, 20:32
@Jangler13

i Eintrag ist i+1/i und links ist 0 oder nichts, rechts ist -1 oder nichts.

i+1 EIntrag ist dann i+2/i+1 ? Also verstehe irgendwie nciht, was man beweisen soll, beziehungsweise ich jetzt weiter vorgehe