Satz von Cayley-Hamilton

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Definition

Der Satz von Cayley Hamilton sagt aus, dass wenn man eine Matrix in ihr charakteristisches Polynom einsetzt, die Lösung 0 ist. Dieser Satz wird häufig benutzt um das Inverse einer Matrix zu bestimmen (siehe Beispiel).

Für Matrizen gilt:

χA(A) = 0

Für linear Abbildungen gilt χφ(φ) = 0

Beispiel: Bestimmung der Inversen über den Satz von Calay-Hamilton

Sei

Nach berechnungen des charakteristischen Polynoms ergibt sich:

χA = x3 + x2 − 2x − 2x0

Setzt man nun A in die Formel ein, so gilt:

Durch Umformung (2E auf die andere Seite, A ausklammern, durch 2 teilen) erhält man:

Somit folgt, dass sein muss (, da )

Durch Einsetzen folgt:

Allgemeines Vorgehen

1. Bestimme das charakteristische Polynom

2. Setze A in die Formel ein und diese ist nach Vorraussetzung = 0

3. Bringe den letzten Faktor (mit E) auf die andere Seite und teile evtl durch den Faktor, sodass auf der rechten Seite die Einheitsmatrix steht

4. Klammere nun A auf der linken Seite aus und schon ist der rechte Teil dieses Produkts die inverse Matrix zu A