Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-4x1 +3x2 -2x3 = -37 (I) 8x1 -9x2 +x3 = 71 (II) 8x1 +7x3 = 68 (III)

Lösung einblenden
-4x1 +3x2 -2x3 = -37 (I) 8x1 -9x2 +x3 = 71 (II) 8x1 +7x3 = 68 (III)

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

2·(I) + 1·(III)

-4x1 3x2 -2x3 = -37 (I) ( -8 +8 )x1 +( 6 -9 )x2 +( -4 +1 )x3 = ( -74 +71 ) (II) ( -8 +8 )x1 +( 6 +0)x2 +( -4 +7 )x3 = ( -74 +68 ) (III)
-4x1 +3x2 -2x3 = -37 (I) -3x2 -3x3 = -3 (II) +6x2 +3x3 = -6 (III)

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

-4x1 3x2 -2x3 = -37 (I) -3x2 -3x3 = -3 (II) +( -6 +6 )x2 +( -6 +3 )x3 = ( -6 -6 ) (III)
-4x1 +3x2 -2x3 = -37 (I) -3x2 -3x3 = -3 (II) -3x3 = -12 (III)
Zeile (III): -3x3 = -12

x3 = 4

eingesetzt in Zeile (II):

-3x2 -3·(4 ) = -3 | +12
-3 x2 = 9 | : (-3)

x2 = -3

eingesetzt in Zeile (I):

-4x1 +3·(-3 ) -2·(4 ) = -37 | +17
-4 x1 = -20 | : (-4)

x1 = 5

L={(5 |-3 |4 )}

3x3-LGS (unendliche Lösungsmenge)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

5x1 -8x2 +x3 = -145 (I) -2x1 +9x2 -3x3 = -290 (II) 11x1 -35x2 +10x3 = 725 (III)

Lösung einblenden
5x1 -8x2 +x3 = -145 (I) -2x1 +9x2 -3x3 = -290 (II) 11x1 -35x2 +10x3 = 725 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(I) + 5·(II)

11·(I) -5·(III)

5x1 -8x2 1x3 = -145 (I) ( 10 -10 )x1 +( -16 +45 )x2 +( 2 -15 )x3 = ( -290 -1450 ) (II) ( 55 -55 )x1 +( -88 +175 )x2 +( 11 -50 )x3 = ( -1595 -3625 ) (III)
5x1 -8x2 +x3 = -145 (I) +29x2 -13x3 = -1740 (II) +87x2 -39x3 = -5220 (III)

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

5x1 -8x2 1x3 = -145 (I) 29x2 -13x3 = -1740 (II) +( 87 -87 )x2 +( -39 +39 )x3 = ( -5220 +5220 ) (III)
5x1 -8x2 +x3 = -145 (I) +29x2 -13x3 = -1740 (II) 0 = 0 (III)
Setze x3 = t

eingesetzt in Zeile (II):

+29x2 -13·(0+t ) = -1740 | -0+13t
29 x2 = -1740 +13t | : 29

x2 = -60 + 13 29 t

eingesetzt in Zeile (I):

5x1 -8·(-60 + 13 29 t ) +(0+t ) = -145 | -480 + 75 29 t
5 x1 = -625 + 75 29 t | : 5

x1 = -125 + 15 29 t

L={(-125 + 15 29 t|-60 + 13 29 t|0+t )}

Um die Zahlen noch etwas schöner zu machen ersetzen wir t durch t= 29s:

L={(-125 +15 s|-60 +13 s|0+29 s )}

3x3-LGS (mit Parameter rechts)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) -2x1 -2x2 +2x3 = 8 (II) -4x1 +10x2 -1x3 = -24r -40 (III)

Lösung einblenden
2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) -2x1 -2x2 +2x3 = 8 (II) -4x1 +10x2 -1x3 = -24r -40 (III)

langsame Rechnung einblenden1·(I) + 1·(II)

2·(I) + 1·(III)

2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) ( 2 -2 )x1 +( -2 -2 )x2 +( -4 +2 )x3 = ( 8 +8 ) (II) ( 4 -4 )x1 +( -4 +10 )x2 +( -8 -1 )x3 = ( 16 + ( -24r -40 ) ) (III)
2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) -4x2 -2x3 = 16 (II) +6x2 -9x3 = -24r -24 (III)

langsame Rechnung einblenden3·(II) + 2·(III)

2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) -4x2 -2x3 = 16 (II) +( -12 +12 )x2 +( -6 -18 )x3 = ( 48 + ( -48r -48 ) ) (III)
2x1 -2x2 -4x3 = 8 (I) -4x2 -2x3 = 16 (II) -24x3 = -48 r (III)
Zeile (III): -24x3 = -48 r

x3 = 2 r

eingesetzt in Zeile (II):

-4x2 -2·(2 r ) = 16
-4x2 -4 r = 16 | +4 r
-4 x2 = 4r +16 | : (-4)

x2 = -r -4

eingesetzt in Zeile (I):

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

x1 = 3 r

L={(3 r | -r -4 |2 r )}