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Hallo Leute,

Ich soll bei der folgenden Aufgabe das charakteristische Polynom von A sowie alle Eigenwerte von A über den Körper der komplexen Zahlen bestimmen sowie jeweils die algebraische Vielfachheit angeben.

\( A= \begin{pmatrix} 2 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 & 0 \\ 1 & -2 & 0 & -1 \\ 2 & -4 & 1 & 0 \end{pmatrix} \)

Habe ich auch getan. Ich erhielt die Eigenwerte 2 (algebraische V. 2), i (algebraische V. 1) und -i (algebraische V. 1)

Nun soll ich begründen oder widerlegen, ob A diagonalisierbar ist.

Grundsätzlich würde man jetzt die geometrische Vielfachheit bestimmen und überprüfen, ob die mit den Eigenwerten übereinstimmt. Das macht man über die Eigenvektoren. Jetzt wäre meine Frage: Gibt es noch eine weitere Möglichkeit wie man das Ganze noch einfacher und eleganter lösen kann, ohne die Eigenvektoren zu bestimmen.

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Ich vertraue mal deinen algebraischen Vielfachheiten.

Da die geometrische Vielfachheit eines Eigenwertes mindestens 1 ist,

sind die Eigenwerte i und -i schon mal OK.

Bleibt die geometrische Vielfachheit von 2:

A-2I hat offenbar den Rang 2, also hat der Eigenraum

von 2 die Dimension 4-2=2, der Eigenwert 2 also

die geometrische Vielfachheit 2. A ist damit diagonalisierbar

über \(\mathbb{C}\).

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