Limiet Van Een Matrix

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Limiet Van Een Matrix

Zij
\(P=\left ( \begin{array}{cc} \frac{1}{2}&\frac{1}{2}\\\frac{1}{4}&\frac{3}{4} \end{array} \right)\)
Dan
\(P^2=\left ( \begin{array}{cc} \frac{3}{8}&\frac{5}{8}\\\frac{5}{16}&\frac{11}{16} \end{array} \right)\)


Bewijs
\(\lim_{n\rightarrow\infty}{P^n}=\left ( \begin{array}{cc} \frac{1}{3}&\frac{2}{3}\\\frac{1}{3}&\frac{2}{2} \end{array} \right)\)
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Re: Limiet Van Een Matrix

Merk op dat
\(P\left(\begin{array}{cc} 1\\1\end{array}\right) = \left(\begin{array}{cc} 1\\1\end{array}\right) \)
Dus zal
\(P^n\left(\begin{array}{cc} 1\\1\end{array}\right) = \left(\begin{array}{cc} 1\\1\end{array}\right) \)
voor elke n en dus ook voor de limiet naar oneindig.

Dat is niet het geval met de door jou gegeven limiet,

dus is je bewering onjuist. :)

Re: Limiet Van Een Matrix

Je kunt het om meerdere manieren doen, bijvoorbeeld door eigenwaardedecompositie of met markovketentheorie,

maar het kan ook met volledige inductie.

Je kunt met V.I. aantonen dat
\(P^n=\left ( \begin{array}{cc} \frac{2\cdot 4^n+1}{3\cdot 4^n}&\frac{4^n-1}{3\cdot 4^n}\\\frac{4^n-1}{3\cdot 2^{2n+1}}&\frac{4^n+1}{3\cdot 2^{2n+1}} \end{array} \right)\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Limiet Van Een Matrix

De eigenwaardeontbinding en macht:
\(\left( {\begin{array}{*{20}c} {\frac{1}{2}} & {\frac{1}{2}} \\ {\frac{1}{4}} & {\frac{3}{4}} \\\end{array}} \right)^n = \left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & { - 2} \\ 1 & 1 \\\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & 0 \\ 0 & {\frac{1}{4}} \\\end{array}} \right)^n \left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & { - 2} \\ 1 & 1 \\\end{array}} \right)^{ - 1} \)
Voor n naar oneindig gaat de diagonaal matrix alleen de 1 overhouden:
\(\left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & { - 2} \\ 1 & 1 \\\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & 0 \\ 0 & 0 \\\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}c} 1 & { - 2} \\ 1 & 1 \\\end{array}} \right)^{ - 1} = \left( {\begin{array}{*{20}c} {\frac{1}{3}} & {\frac{2}{3}} \\ {\frac{1}{3}} & {\frac{2}{3}} \\\end{array}} \right)\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 7.068

Re: Limiet Van Een Matrix

PeterPan schreef:Je kunt met V.I. aantonen dat
\(P^n=\left ( \begin{array}{cc} \frac{2\cdot 4^n+1}{3\cdot 4^n}&\frac{4^n-1}{3\cdot 4^n}\\\frac{4^n-1}{3\cdot 2^{2n+1}}&\frac{4^n+1}{3\cdot 2^{2n+1}} \end{array} \right)\)
Ergens is er hier iets misgegaan. De limieten van deze termen convergeren niet naar het aan te tonen antwoord (en dat antwoord is goed).

Re: Limiet Van Een Matrix

Dat weet/wist ik, maar ik was te lui om het te corrigeren. Dus doe ik dat nu maar. Het moet zijn
\(P^n=\left ( \begin{array}{cc} \frac{4^n+2}{3\cdot 4^n}&\frac{2(4^n-1)}{3\cdot 4^n}\\\frac{4^n-1}{3\cdot 4^n}&\frac{2\cdot 4^n+1}{3\cdot 4^n} \end{array} \right)\)

Reageer