Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) -2x1 +6x2 +6x3 = 58 (II) x1 -3x2 -1x3 = -21 (III)

Lösung einblenden
x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) -2x1 +6x2 +6x3 = 58 (II) x1 -3x2 -1x3 = -21 (III)

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

1·(I) -1·(III)

1x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) ( 2 -2 )x1 +( -8 +6 )x2 +( -2 +6 )x3 = ( -52 +58 ) (II) ( 1 -1 )x1 +( -4 +3 )x2 +( -1 +1 )x3 = ( -26 +21 ) (III)
x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) -2x2 +4x3 = 6 (II) -1x2 = -5 (III)

langsame Rechnung einblenden1·(II) -2·(III)

1x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) -2x2 4x3 = 6 (II) +( -2 +2 )x2 +( 4 +0)x3 = ( 6 +10 ) (III)
x1 -4x2 -1x3 = -26 (I) -2x2 +4x3 = 6 (II) +4x3 = 16 (III)
Zeile (III): +4x3 = 16

x3 = 4

eingesetzt in Zeile (II):

-2x2 +4·(4 ) = 6 | -16
-2 x2 = -10 | : (-2)

x2 = 5

eingesetzt in Zeile (I):

x1 -4·(5 ) -1(4 ) = -26 | +24
1 x1 = -2 | : 1

x1 = -2

L={(-2 |5 |4 )}

3x3-LGS (unendliche Lösungsmenge)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-3x1 +x2 -5x3 = 84 (I) -2x1 +10x2 +x3 = 252 (II) 3x1 -29x2 -8x3 = -672 (III)

Lösung einblenden
-3x1 +x2 -5x3 = 84 (I) -2x1 +10x2 +x3 = 252 (II) 3x1 -29x2 -8x3 = -672 (III)

langsame Rechnung einblenden2·(I) -3·(II)

1·(I) + 1·(III)

-3x1 1x2 -5x3 = 84 (I) ( -6 +6 )x1 +( 2 -30 )x2 +( -10 -3 )x3 = ( 168 -756 ) (II) ( -3 +3 )x1 +( 1 -29 )x2 +( -5 -8 )x3 = ( 84 -672 ) (III)
-3x1 +x2 -5x3 = 84 (I) -28x2 -13x3 = -588 (II) -28x2 -13x3 = -588 (III)

langsame Rechnung einblenden1·(II) -1·(III)

-3x1 1x2 -5x3 = 84 (I) -28x2 -13x3 = -588 (II) +( -28 +28 )x2 +( -13 +13 )x3 = ( -588 +588 ) (III)
-3x1 +x2 -5x3 = 84 (I) -28x2 -13x3 = -588 (II) 0 = 0 (III)
Setze x3 = t

eingesetzt in Zeile (II):

-28x2 -13·(0+t ) = -588 | -0+13t
-28 x2 = -588 +13t | : (-28)

x2 = 21 - 13 28 t

eingesetzt in Zeile (I):

-3x1 +(21 - 13 28 t ) -5·(0+t ) = 84 | -21 + 153 28 t
-3 x1 = 63 + 153 28 t | : (-3)

x1 = -21 - 51 28 t

L={(-21 - 51 28 t|21 - 13 28 t|0+t )}

Um die Zahlen noch etwas schöner zu machen ersetzen wir t durch t= 28s:

L={(-21 -51 s|21 -13 s|0+28 s )}

3x3-LGS (mit Parameter rechts)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-1x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -1x1 +7x2 +x3 = 39 (II) 2x1 +4x2 -12x3 = 12 (III)

Lösung einblenden
-1x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -1x1 +7x2 +x3 = 39 (II) 2x1 +4x2 -12x3 = 12 (III)

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

2·(I) + 1·(III)

-1x1 4x2 2x3 = 24 (I) ( -1 +1 )x1 +( 4 -7 )x2 +( 2 -1 )x3 = ( 24 -39 ) (II) ( -2 +2 )x1 +( 8 +4 )x2 +( 4 -12 )x3 = ( 48 +12 ) (III)
-1x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -3x2 +x3 = -15 (II) +12x2 -8x3 = 60 (III)

langsame Rechnung einblenden4·(II) + 1·(III)

-1x1 4x2 2x3 = 24 (I) -3x2 1x3 = -15 (II) +( -12 +12 )x2 +( 4 -8 )x3 = ( -60 +60 ) (III)
-1x1 +4x2 +2x3 = 24 (I) -3x2 +x3 = -15 (II) -4x3 = 0 (III)
Zeile (III): -4x3 = 0

x3 = 0

eingesetzt in Zeile (II):

-3x2 +(0 ) = -15

x2 = 5

eingesetzt in Zeile (I):

-1x1 +4·(5 ) +2·(0 ) = 24 | -20
-1 x1 = 4 | : (-1)

x1 = -4

L={(-4 |5 |0 )}