Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-2x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -4x1 +2x2 +10x3 = 48 (II) -2x1 +6x2 -3x3 = 9 (III)

Lösung einblenden
-2x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -4x1 +2x2 +10x3 = 48 (II) -2x1 +6x2 -3x3 = 9 (III)

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

1·(I) -1·(III)

-2x1 4x2 2x3 = 24 (I) ( -4 +4 )x1 +( 8 -2 )x2 +( 4 -10 )x3 = ( 48 -48 ) (II) ( -2 +2 )x1 +( 4 -6 )x2 +( 2 +3 )x3 = ( 24 -9 ) (III)
-2x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) +6x2 -6x3 = 0 (II) -2x2 +5x3 = 15 (III)

langsame Rechnung einblenden1·(II) + 3·(III)

-2x1 4x2 2x3 = 24 (I) 6x2 -6x3 = 0 (II) +( 6 -6 )x2 +( -6 +15 )x3 = (0 +45 ) (III)
-2x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) +6x2 -6x3 = 0 (II) +9x3 = 45 (III)
Zeile (III): +9x3 = 45

x3 = 5

eingesetzt in Zeile (II):

+6x2 -6·(5 ) = 0 | +30
6 x2 = 30 | : 6

x2 = 5

eingesetzt in Zeile (I):

-2x1 +4·(5 ) +2·(5 ) = 24 | -30
-2 x1 = -6 | : (-2)

x1 = 3

L={(3 |5 |5 )}

3x3-LGS (unendliche Lösungsmenge)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

x1 +2x2 +x3 = -1 (I) +x2 -8x3 = 2 (II) x1 -1x2 +25x3 = -7 (III)

Lösung einblenden
x1 +2x2 +x3 = -1 (I) +x2 -8x3 = 2 (II) x1 -1x2 +25x3 = -7 (III)

1·(I) -1·(III)

1 x1 +0 x2 +0 x3 = +1 (I) 0 x1 +1 x2 +0 x3 = +1 (II) ( 1 -1 )x1 +( 2 +1 )x2 +( 1 -25 )x3 = ( -1 +7 ) (III)
x1 +2x2 +x3 = -1 (I) +x2 -8x3 = 2 (II) +3x2 -24x3 = 6 (III)

langsame Rechnung einblenden3·(II) -1·(III)

1x1 2x2 1x3 = -1 (I) 1x2 -8x3 = 2 (II) +( 3 -3 )x2 +( -24 +24 )x3 = ( 6 -6 ) (III)
x1 +2x2 +x3 = -1 (I) +x2 -8x3 = 2 (II) 0 = 0 (III)
Setze x3 = t

eingesetzt in Zeile (II):

+x2 -8·(0+t ) = 2 | -0+8t
1 x2 = 2 +8t | : 1

x2 = 2 +8 t

eingesetzt in Zeile (I):

x1 +2·(2 +8 t ) +(0+t ) = -1 | -4 -17 t
1 x1 = -5 -17 t | : 1

x1 = -5 -17 t

L={(-5 -17 t|2 +8 t|0+t )}

3x3-LGS (mit Parameter rechts)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) -8x1 -4x2 -2x3 = 10 (II) -8x1 -20x2 -19x3 = 27r -14 (III)

Lösung einblenden
-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) -8x1 -4x2 -2x3 = 10 (II) -8x1 -20x2 -19x3 = 27r -14 (III)

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

2·(I) -1·(III)

-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) ( -8 +8 )x1 +( -8 +4 )x2 +( -4 +2 )x3 = ( 4 -10 ) (II) ( -8 +8 )x1 +( -8 +20 )x2 +( -4 +19 )x3 = ( 4 + ( -27r +14 ) ) (III)
-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) -4x2 -2x3 = -6 (II) +12x2 +15x3 = -27r +18 (III)

langsame Rechnung einblenden3·(II) + 1·(III)

-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) -4x2 -2x3 = -6 (II) +( -12 +12 )x2 +( -6 +15 )x3 = ( -18 + ( -27r +18 ) ) (III)
-4x1 -4x2 -2x3 = 2 (I) -4x2 -2x3 = -6 (II) +9x3 = -27 r (III)
Zeile (III): +9x3 = -27 r

x3 = -3 r

eingesetzt in Zeile (II):

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

x2 = 3 2 r + 3 2

eingesetzt in Zeile (I):

-4x1 -4·( 3 2 r + 3 2 ) -2·(-3 r ) = 2
-4x1 + ( -6r -6 ) +6 r = 2 | +6
-4 x1 = 8 | : (-4)

x1 = -2

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