Falksches Schema
Das Falksche Schema (benannt nach dem deutschen Ingenieur Sigurd Falk) ist eine Tabelle, die eine optische Hilfe bei der schriftlichen Matrizenmultiplikation bi…
Das Falksche Schema (benannt nach dem deutschen Ingenieur Sigurd Falk) ist eine Tabelle, die eine optische Hilfe bei der schriftlichen Matrizenmultiplikation bietet. Der linke Faktor, die -Matrix, wird links von der -Ergebnismatrix und der rechte Faktor, die -Matrix, wird oberhalb der Ergebnismatrix platziert. Wo sich die -te Zeile des linken Multiplikanden und die -te Spalte des rechten Multiplikanden kreuzen, wird das entsprechende Skalarprodukt eingetragen.
Beispiel
Gegeben sind die Matrizen
- und .
Dann sieht das Falksche Schema zur Berechnung der Produktmatrix wie folgt aus:
Hierbei steht die Produktmatrix unten rechts.
Rechenweg
Zunächst werden die Matrizen höhenversetzt nebeneinander geschrieben (in der ursprünglichen Ausrichtung, also ohne Kippen oder Drehen). Man erkennt bereits anhand des Schemas, dass eine -Matrix sein muss.
| Spalte j | ||||
| 1 | 2 | |||
| −1 | 1 | |||
| Zeile i | 1 | −2 | ||
| 1 | 1 | 4 | ||
| 2 | 2 | 5 | ||
| 3 | 3 | −6 | ||
Dann werden Schritt für Schritt die Einträge von berechnet. Meist fängt man beim Eintrag an. Hierzu wird die 1. Zeile von mit der 1. Spalte von „multipliziert“. Gemeint ist damit, dass das Skalarprodukt der entsprechenden Zeile und Spalte gebildet wird: . Das Ergebnis wird genau im Kreuzungspunkt der 1. Zeile von und der 1. Spalte von eingetragen.
| 1 | 2 | |||
| −1 | 1 | |||
| Zeile i | 1 | −2 | ||
| 1 | 1 | 4 | 3 | |
| 2 | 2 | 5 | ||
| 3 | 3 | −6 |
Die erste Zeile von wird mit der zweiten Spalte von multipliziert: . Das Ergebnis ist das Element .
| Spalte j | ||||
| 1 | 2 | |||
| −1 | 1 | |||
| Zeile i | 1 | −2 | ||
| 1 | 1 | 4 | 3 | −7 |
| 2 | 2 | 5 | ||
| 3 | 3 | −6 | ||
Analog wird mit den weiteren Zeilen verfahren. Zum Schluss wird die dritte Zeile von mit der zweiten Spalte von multipliziert: . Das Ergebnis ist das Element .
| Spalte j | ||||
| 1 | 2 | |||
| −1 | 1 | |||
| Zeile i | 1 | −2 | ||
| 1 | 1 | 4 | 3 | −7 |
| 2 | 2 | 5 | 3 | −8 |
| 3 | 3 | −6 | −9 | 15 |
Literatur
- Sigurd Falk: Ein übersichtliches Schema für die Matrizenmultiplikation. In: Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik (ZAMM). Band 31, Nr. 4–5, 1951, ISSN 0044-2267, S. 152–153, doi:10.1002/zamm.19510310409.
- Rudolf Zurmühl: Matrizen und ihre technischen Anwendungen. Vierte neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin, Göttingen, Heidelberg 1964, S. 17 (XII, 452, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- Rudolf Zurmühl, Sigurd Falk: Matrizen und Ihre Anwendungen: Teil 1, Grundlagen. 7. Aufl., Nachdruck in veränd. Ausstattung. Springer, Berlin, Heidelberg, New York 2011, ISBN 978-3-642-17542-8, S. 17 (XIV, 496 S.).
- Sascha Kurz, Jörg Rambau: Mathematische Grundlagen für Wirtschaftswissenschaftler. Kohlhammer Verlag, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-17-019882-1, S. 29–30.
- Lothar Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. 4. Auflage. Band 2. Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-9730-5, S. 525–528.
- Karl-Eugen Kurrer: The History of the Theory of Structures. Searching for Equilibrium. Ernst & Sohn, Berlin 2018, ISBN 978-3-433-03229-9, S. 842 f.
Weblinks
- Wikibooks: Analytische Geometrie – Matrizen – Rechnen mit Matrizen – Matrizenmultiplikation
- Dankert: Verschiedene Beispiele und deren Erweiterung. HAW Hamburg, Archivlink abgerufen am 27. Februar 2022
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