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Hallo, ich habe ein Problem mit folgender Aufgabe:

$$\text{Gegeben seien die linearen Abbildungen } f, g: \mathbb{R}^{3} \rightarrow \mathbb{R}^{3} \text{ mit } M_{\mathcal{B}}^{\mathcal{A}}(f)=\left(\begin{array}{ccc} 3 & 2 & 1 \\ 4 & 5 & 4 \\ -2 & 1 & 3 \end{array}\right), \quad M_{\mathcal{B}}^{\mathcal{A}}(g)=\left(\begin{array}{ccc} -5 & 3 & 0 \\ 2 & -4 & 2 \\ 1 & 4 & 3 \end{array}\right) \\ \text{ bzgl. der Basen } \mathcal{A}=\left(\left(\begin{array}{c} 0 \\ 3 \\ 1 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} 4 \\ 2 \\ 0 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} 5 \\ 1 \\ 3 \end{array}\right)\right), \quad \mathcal{B}=\left(\left(\begin{array}{c} -7 \\ 4 \\ -8 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} -3 \\ 6 \\ 6 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} -7 \\ -2 \\ 4 \end{array}\right)\right)  \\ \text{ a) Gegeben sei der Vektor } v=\left(\begin{array}{c}4 \\ -1 \\ 2\end{array}\right) \text{ in der Einheitsbasis. Bestimmen Sie } (f \circ g)(v) \text{ in der Einheitsbasis.}\\ \text{ b) Bestimmen Sie die Abbildungsmatrix} M_{\mathcal{B}}^{\mathcal{A}}(f \circ g).$$

Meine Idee zu a) war die beiden Matrizen zu multiplizieren und anschließend noch mit dem Vektor. Aber ich befürchte, dass dies falsch ist.
Könnte mir einer helfen oder mir Hinweise geben wie ich was wie zu rechnen habe? Danke schon mal im Voraus!

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Meinst du zufälligerweise \(M_{\mathcal{B}}^{\mathcal{B}}(g)\)?

Nein. Die Aufgabe ist wirklich so wie es da steht...

Kannst du ein kommutatives Diagramm zeichnen?

Ja, sowas meine ich. Normalerweise kriege ich das immer hin. Hier habe ich Probleme.

Irgendwie ergibt die Aufgabe für mich keinen Sinn, vielleicht ist das aber auch eine Wissenslücke. Ich warte mal mit dir, bis jemand Licht ins Dunkle bringt. LG.

1 Antwort

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Aloha :)

Die Teilaufgaben haben die falsche Reihenfolge. Es ist einfacher, den Teil (b) zuerst zu berarbeiten und mit dem Ergebnis dann Teil (a) anzugehen. Daher fange ich hier mit Teil (b) an.

(b) Wir berechnen zunächst die Übergangsmatrix von \(B\) nach \(A\):$${_A}\mathbf{id}_B={_A}\mathbf{id}_E\cdot{_E}\mathbf{id}_B=\left({_E}\mathbf{id}_A\right)^{-1}\cdot{_E}\mathbf{id}_B=\begin{pmatrix}0 & 4 & 5\\3 & 2 & 1\\1 & 0 & 3\end{pmatrix}^{-1}\left(\begin{array}{r}-7 & -3 & -7\\4 & 6 & -2\\-8 & 6 & 4\end{array}\right)$$$${_A}\mathbf{id}_B=\left(\begin{array}{r}1 & 3 & 1\\2 & -2 & -3\\-3 & 1 & 1\end{array}\right)$$

Damit gilt für die gesuchte Abbildungsmatrix:

$$\mathbf M^A_B(f\circ g)={_B}\mathbf M_A(f\circ g)={_B}\mathbf M_B(f)\cdot{_B}\mathbf M_A(g)={_B}\mathbf M_A(f)\cdot{_A}\mathbf{id}_B\cdot{_B}\mathbf M_A(g)$$$$\phantom{\mathbf M^A_B(f\circ g)}=\left(\begin{array}{r}3 & 2 & 1\\4 & 5 & 4 \\ -2 & 1 & 3\end{array}\right)\left(\begin{array}{r}1 & 3 & 1\\2 & -2 & -3\\-3 & 1 & 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{r}-5 & 3 & 0\\2 & -4 & 2\\1 & 4 & 3\end{array}\right)$$$$\mathbf M^A_B(f\circ g)=\left(\begin{array}{r}-10 & -20 & 6\\-5 & -46 & -9\\33 & -15 & -16\end{array}\right)$$

(a) Damit gilt nun:

$$(f\circ g)(\vec v)={_E}\mathbf{id}_B\cdot{_B}\mathbf M_A(f\circ g)\cdot{_A}\mathbf{id}_E\cdot\vec v={_E}\mathbf{id}_B\cdot{_B}\mathbf M_A(f\circ g)\cdot({_E}\mathbf{id}_A)^{-1}\cdot\vec v$$$$(f\circ g)(\vec v)=\left(\begin{array}{r}-7 & -3 & -7\\4 & 6 & -2\\-8 & 6 & 4\end{array}\right)   \left(\begin{array}{r}-10 & -20 & 6\\-5 & -46 & -9\\33 & -15 & -16\end{array}\right)   \begin{pmatrix}0 & 4 & 5\\3 & 2 & 1\\1 & 0 & 3\end{pmatrix}^{-1}   \begin{pmatrix}4\\-1\\2\end{pmatrix}$$$$\phantom{(f\circ g)(\vec v)}=\frac{1}{14}\begin{pmatrix}1949\\1438\\-3272\end{pmatrix}$$Kontrollier mal bitte den Vektor \(\vec v\), den du angegeben hast. Da kommt was ziemlich Krummes bei raus.

Avatar von 148 k 🚀

Nice :)                                                 .

Danke dir! :) Und der Vektor v stimmt.

Aha, ok... Dann ist das Ergebnis halt so krumm ;)

Wichtig ist, dass du das Prinzip verstanden hast, wie man Koordinaten von einer Basis in eine andere Basis umwandelt.

ja das hab ich nicht so richtig verstanden... kannst du das vielleicht nochmal genauer erklären? Bitte :)

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