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symmetrische Bilinearform

Universität / Fachhochschule

angewandte lineare Algebra

Tags: Angewandte Lineare Algebra

 
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leoo17

leoo17 aktiv_icon

10:49 Uhr, 06.02.2020

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Heyy zusammen

Ich komme beim Thema Bilinearformen irgendwie überhaupt nicht draus. Vielleicht kann mir jemand von euch weiterhelfen...

Eine Beispielaufgabe, die ich nicht verstehe:

Sei V= Pol3(lR) der reelle Vektorraum aller rellwertigen Polynome vom Grad kleiner gleich 3.
Auf V sei die symmetrische Bilinearform

(p,q)= ∫-1,1 p'(x)q'(x)dx für alle p,qV

gegeben. Dabei bedeutet p' die Ableitung des Polynomes p.

a) Entscheiden sie, ob die Bilinearform entartet oder nichtentartet ist.

b) Bestimmen sie die Signatur dieser Bilinearform.

Vielen Dank für eure Antworten.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
ermanus

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11:34 Uhr, 06.02.2020

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Hallo,
ich würde als Erstes die Gram-Matrix der Bilinearform bestimmen
bzgl. der Basis p1=1,p2=x,p3=x2,p4=x3.
Gruß ermanus
leoo17

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11:00 Uhr, 08.02.2020

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Okey und wie macht man dies genau?
Antwort
ermanus

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11:07 Uhr, 08.02.2020

Antworten
Die Gram-Matrix oder Darstellungsmatrix deiner Bilinearform bzgl. der Basis
p1,,p4 ist die Matrix, die den Wert (pi,pj) an der Stelle (i,j)
stehen hat, also den Wert -11piʹpjʹdx.
Du rechnest also alle diese Integrale aus und bildest aus den Integralwerten
deine Matrix.
Frage beantwortet
leoo17

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11:11 Uhr, 08.02.2020

Antworten
Ahaa, okey vielen Dank, jetzt verstehe ich es glaube ich!
Antwort
ermanus

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11:14 Uhr, 08.02.2020

Antworten
Prima! Ich bin jetzt für 2 Stunden unterwegs. Danach können wir ja unsere
Rechenergebnisse vergleichen ...
Gruß ermanus
Frage beantwortet
leoo17

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12:32 Uhr, 08.02.2020

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Sehr gerne ja :-)
Antwort
ermanus

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13:30 Uhr, 08.02.2020

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Also, die ersten beiden Zeilen der Matrix lauten bei mir:
0,0,0,0
0,2,0,2.
Nun du mit den letzten beiden Zeilen ;-)
leoo17

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11:20 Uhr, 09.02.2020

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Ist die erste Zeile überall 0 weil die ableitung von 1=0 ist und man dadurch nichts im integral hat?

Bei der 3. Zeile habe ich: (0,0,83,0)
und bei der 4.:(0,2,0,185)


Antwort
ermanus

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12:19 Uhr, 09.02.2020

Antworten
> "Ist die erste Zeile überall 0 weil die ableitung von 1=0 ist
und man dadurch nichts im integral hat?"

Ja, genauso ist es!

Unsere Matrizen stimmen überein :-)

Wenn du die erste Zeile und erste Spalte löschst, bekommst du eine
3×3-Matrix, die positiv definit ist, was du begründen solltest.

Nun musst du mir mitteilen, wie ihr die Signatur genau definiert habt,
da dies nicht einheitlich geregelt ist ...
leoo17

leoo17 aktiv_icon

13:31 Uhr, 10.02.2020

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Entschuldige, dass ich erst so spät zurückschreibe.

Gut, da bin ich froh, wenn wir das Gleiche bekommen haben :-)

Ehm wir haben die Signatur so bestummen, dass die erste die Anzahl positive, die 2. die Anzahl negative und die 3. die Anzahl =0 ist.
Antwort
ermanus

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13:33 Uhr, 10.02.2020

Antworten
OK ;-)
Dann hast du (3,0,1)
Frage beantwortet
leoo17

leoo17 aktiv_icon

13:34 Uhr, 10.02.2020

Antworten
Okey super, vielen vielen Dank für die Hilfe, du hast mir wirklich sehr geholfen!!
leoo17

leoo17 aktiv_icon

13:44 Uhr, 10.02.2020

Antworten
Noch kurz eine andere Frage, wie kann man denn dann bestimmen, ob diese entartet ist oder nicht?
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

14:02 Uhr, 10.02.2020

Antworten
Genau dann, wenn die Determinante der Matrix =0 ist, ist die Bilinearform
entartet. Das zeigt sich auch in der Signatur darin, dass die 3-te Zahl >0 ist.

Frage beantwortet
leoo17

leoo17 aktiv_icon

16:00 Uhr, 10.02.2020

Antworten
Okey, vielen Dank!