Kl. 13

Eigenwert-Rechner

Gib eine quadratische 2×2- oder 3×3-Matrix ein – jede Zeile in eine eigene Zeile oder durch Semikolon getrennt, die Einträge durch Leerzeichen. Der Rechner stellt das charakteristische Polynom auf, bestimmt die Eigenwerte, berechnet zu jedem Eigenwert die Eigenvektoren und prüft, ob die Matrix diagonalisierbar ist.

Einträge: ganze Zahlen, Brüche (1/2) oder Dezimalzahlen mit Komma (dann Einträge mit Leerzeichen trennen).

Beispiele: „4 1; 2 3“ oder „2 0 0; 1 3 0; 4 5 1“. Erlaubt sind 2×2- und 3×3-Matrizen.

So rechnet der Rechner

SchrittWas passiert
Charakteristisches Polynom$\det(A - \lambda E)$ wird ausgerechnet und so weit wie möglich faktorisiert.
EigenwerteDie Nullstellen des Polynoms – exakt, auch mit Wurzeln. Komplexe Eigenwerte werden angegeben; reelle Eigenvektoren gibt es dazu nicht.
EigenvektorenFür jeden Eigenwert wird $(A - \lambda E)\,\vec v = \vec 0$ in Zeilenstufenform gebracht und eine Basis des Eigenraums abgelesen.
DiagonalisierbarkeitGibt es genug linear unabhängige Eigenvektoren, folgen $S$ (Eigenvektoren als Spalten) und $D$ (Eigenwerte) mit $A = S\,D\,S^{-1}$.
KontrolleSumme der Eigenwerte = Spur, Produkt = Determinante.

Die Erklärung mit Beispielen und Übungen steht unter Eigenwerte und Eigenvektoren. Produkte, Inverse und Determinanten berechnet der Matrizenrechner, Gleichungssysteme der LGS-Rechner.

Weiterlesen: Eigenwertproblem bei Wikipedia

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