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Kriterium für konjugiert komplexe Eigenwerte

Universität / Fachhochschule

Eigenwerte

Tags: Eigenwert, Komplex, konjugiert, Kriterium, Matrix, Quadratisch, reell

 
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diamon

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13:40 Uhr, 22.03.2017

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Hallo zusammen,

im Zuge einer Arbeit habe ich Eigenwerte der Matrix

A=(0I-M-1K0)

berechnet, wobei K und M wiederum relle, quadratische Matrizen gleicher Größe sind und I die Einheitsmatrix gleicher Größe bezeichnet.
Als Ergebnis habe ich dabei stets konjugiert komplexe Eigenwerte erhalten.

Nun habe ich mich gefragt, was der Grund dafür ist.
Da die Matrizen K und M zum Teil recht groß werden können, ist eine Begründung über das charakteristische Polynom schwer durchführbar.

Gibt es ein allgemeines Kriterium für Matrizen, wann diese lediglich konjugiert komplexe Eigenwerte aufweisen?

Vielen Dank schonmal für eure Zeit :-)
Hierzu passend bei OnlineMathe:

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pwmeyer

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13:49 Uhr, 22.03.2017

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Hallo,

wenn eine reelle Matrix einen komplexen Eigenwert hat, dann ist auch die konjugiert komplexe Zahl Eigenwert.

Kann es sein, dass M-1K positiv definit ist?

Gruß pwm
diamon

diamon aktiv_icon

14:19 Uhr, 22.03.2017

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Hallo pwm,

vielen Dank für deine schnelle Antwort!
Ja, M-1K ist tatsächlich positiv definit.

Ergibt sich aus dieser Eigenschaft etwa, dass die Gesamtmatrix A lediglich komplexe Eigenwerte hat?

LG
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pwmeyer

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17:24 Uhr, 22.03.2017

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Hallo,

ja.

Die Matrix A hat 2n Zeilen und 2n Spalten. Wenn x Eigenvektor ist, dann gilt Ax=λx.

Zerlege x2 Teilvektoren der Länge n analog zur Matrix, also

x=(x1x2)

Dann: Ax=λxx2=λx1 und -M-1Kx1=λx2

Also: -M-1Kx1=λ2x1

Das heißt λ2 ist Eigenwert zu -M-1K also negativ. Damit muss λ komplex sein.

Gruß pwm
Frage beantwortet
diamon

diamon aktiv_icon

21:35 Uhr, 22.03.2017

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Wahnsinn! Tausend Dank für die super Erklärung!
Hat mir super geholfen :-)