Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) 6x1 -7x2 -11x3 = 28 (II) 3x1 +3x2 +17x3 = -50 (III)

Lösung einblenden
3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) 6x1 -7x2 -11x3 = 28 (II) 3x1 +3x2 +17x3 = -50 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(I) -1·(II)

1·(I) -1·(III)

3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) ( 6 -6 )x1 +( -6 +7 )x2 +( -8 +11 )x3 = ( 20 -28 ) (II) ( 3 -3 )x1 +( -3 -3 )x2 +( -4 -17 )x3 = ( 10 +50 ) (III)
3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) +x2 +3x3 = -8 (II) -6x2 -21x3 = 60 (III)

langsame Rechnung einblenden6·(II) + 1·(III)

3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) 1x2 3x3 = -8 (II) +( 6 -6 )x2 +( 18 -21 )x3 = ( -48 +60 ) (III)
3x1 -3x2 -4x3 = 10 (I) +x2 +3x3 = -8 (II) -3x3 = 12 (III)
Zeile (III): -3x3 = 12

x3 = -4

eingesetzt in Zeile (II):

+x2 +3·(-4 ) = -8 | +12
1 x2 = 4 | : 1

x2 = 4

eingesetzt in Zeile (I):

3x1 -3·(4 ) -4·(-4 ) = 10 | -4
3 x1 = 6 | : 3

x1 = 2

L={(2 |4 |-4 )}

3x3-LGS BF (versch. Lsg.-mengen)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

7x1 -5x2 +x3 = -406 (I) x1 -9x2 +5x3 = 0 (II) 5x1 +13x2 -9x3 = -405 (III)

Lösung einblenden
7x1 -5x2 +x3 = -406 (I) x1 -9x2 +5x3 = 0 (II) 5x1 +13x2 -9x3 = -405 (III)

langsame Rechnung einblenden1·(I) -7·(II)

5·(I) -7·(III)

7x1 -5x2 1x3 = -406 (I) ( 7 -7 )x1 +( -5 +63 )x2 +( 1 -35 )x3 = ( -406 +0) (II) ( 35 -35 )x1 +( -25 -91 )x2 +( 5 +63 )x3 = ( -2030 +2835 ) (III)
7x1 -5x2 +x3 = -406 (I) +58x2 -34x3 = -406 (II) -116x2 +68x3 = 805 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(II) + 1·(III)

7x1 -5x2 1x3 = -406 (I) 58x2 -34x3 = -406 (II) +( 116 -116 )x2 +( -68 +68 )x3 = ( -812 +805 ) (III)
7x1 -5x2 +x3 = -406 (I) +58x2 -34x3 = -406 (II) 0 = -7 (III)
Wegen des Widerspruchs in der 3-ten Zeile hat das LGS eine leere Lösungsmenge!

3x3-LGS (mit Parameter rechts)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-2x1 +2x2 +2x3 = 0 (I) 4x1 -6x2 -7x3 = 4 (II) 4x1 -2x3 = 8r -8 (III)

Lösung einblenden
-2x1 +2x2 +2x3 = 0 (I) 4x1 -6x2 -7x3 = 4 (II) 4x1 -2x3 = 8r -8 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(I) + 1·(II)

2·(I) + 1·(III)

-2x1 2x2 2x3 = 0 (I) ( -4 +4 )x1 +( 4 -6 )x2 +( 4 -7 )x3 = (0 +4 ) (II) ( -4 +4 )x1 +( 4 +0)x2 +( 4 -2 )x3 = (0 + 8r -8 ) (III)
-2x1 +2x2 +2x3 = 0 (I) -2x2 -3x3 = 4 (II) +4x2 +2x3 = 8r -8 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(II) + 1·(III)

-2x1 2x2 2x3 = 0 (I) -2x2 -3x3 = 4 (II) +( -4 +4 )x2 +( -6 +2 )x3 = ( 8 + 8r -8 ) (III)
-2x1 +2x2 +2x3 = 0 (I) -2x2 -3x3 = 4 (II) -4x3 = 8 r (III)
Zeile (III): -4x3 = 8 r

x3 = -2 r

eingesetzt in Zeile (II):

-2x2 -3·(-2 r ) = 4
-2x2 +6 r = 4 | +-6 r
-2 x2 = -6r +4 | : (-2)

x2 = 3r -2

eingesetzt in Zeile (I):

-2x1 +2·( 3r -2 ) +2·(-2 r ) = 0
-2x1 + ( 6r -4 ) -4 r = 0 | -2r +4
-2 x1 = -2r +4 | : (-2)

x1 = r -2

L={( r -2 | 3r -2 |-2 r )}