Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

3x1 -3x2 +x3 = -26 (I) -3x1 -3x2 -7x3 = 44 (II) -3x1 +9x2 -1x3 = 38 (III)

Lösung einblenden
3x1 -3x2 +x3 = -26 (I) -3x1 -3x2 -7x3 = 44 (II) -3x1 +9x2 -1x3 = 38 (III)

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

1·(I) + 1·(III)

3x1 -3x2 1x3 = -26 (I) ( 3 -3 )x1 +( -3 -3 )x2 +( 1 -7 )x3 = ( -26 +44 ) (II) ( 3 -3 )x1 +( -3 +9 )x2 +( 1 -1 )x3 = ( -26 +38 ) (III)
3x1 -3x2 +x3 = -26 (I) -6x2 -6x3 = 18 (II) +6x2 = 12 (III)

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

3x1 -3x2 1x3 = -26 (I) -6x2 -6x3 = 18 (II) +( -6 +6 )x2 +( -6 +0)x3 = ( 18 +12 ) (III)
3x1 -3x2 +x3 = -26 (I) -6x2 -6x3 = 18 (II) -6x3 = 30 (III)
Zeile (III): -6x3 = 30

x3 = -5

eingesetzt in Zeile (II):

-6x2 -6·(-5 ) = 18 | -30
-6 x2 = -12 | : (-6)

x2 = 2

eingesetzt in Zeile (I):

3x1 -3·(2 ) +(-5 ) = -26 | +11
3 x1 = -15 | : 3

x1 = -5

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

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

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

3x1 +x2 +5x3 = 0 (I) 10x1 +x2 +2x3 = 42 (II) -27x1 -2x2 -1x3 = -125 (III)

Lösung einblenden
3x1 +x2 +5x3 = 0 (I) 10x1 +x2 +2x3 = 42 (II) -27x1 -2x2 -1x3 = -125 (III)

langsame Rechnung einblenden10·(I) -3·(II)

9·(I) + 1·(III)

3x1 1x2 5x3 = 0 (I) ( 30 -30 )x1 +( 10 -3 )x2 +( 50 -6 )x3 = (0 -126 ) (II) ( 27 -27 )x1 +( 9 -2 )x2 +( 45 -1 )x3 = (0 -125 ) (III)
3x1 +x2 +5x3 = 0 (I) +7x2 +44x3 = -126 (II) +7x2 +44x3 = -125 (III)

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

3x1 1x2 5x3 = 0 (I) 7x2 44x3 = -126 (II) +( 7 -7 )x2 +( 44 -44 )x3 = ( -126 +125 ) (III)
3x1 +x2 +5x3 = 0 (I) +7x2 +44x3 = -126 (II) 0 = -1 (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!

3x1 -2x2 +4x3 = 29 (I) 3x1 +4x2 = 19 (II) -3x1 -7x2 +20x3 = 72r -14 (III)

Lösung einblenden
3x1 -2x2 +4x3 = 29 (I) 3x1 +4x2 = 19 (II) -3x1 -7x2 +20x3 = 72r -14 (III)

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

1·(I) + 1·(III)

3x1 -2x2 4x3 = 29 (I) ( 3 -3 )x1 +( -2 -4 )x2 +( 4 +0)x3 = ( 29 -19 ) (II) ( 3 -3 )x1 +( -2 -7 )x2 +( 4 +20 )x3 = ( 29 + 72r -14 ) (III)
3x1 -2x2 +4x3 = 29 (I) -6x2 +4x3 = 10 (II) -9x2 +24x3 = 72r +15 (III)

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

3x1 -2x2 4x3 = 29 (I) -6x2 4x3 = 10 (II) +( -18 +18 )x2 +( 12 -48 )x3 = ( 30 + ( -144r -30 ) ) (III)
3x1 -2x2 +4x3 = 29 (I) -6x2 +4x3 = 10 (II) -36x3 = -144 r (III)
Zeile (III): -36x3 = -144 r

x3 = 4 r

eingesetzt in Zeile (II):

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

x2 = 8 3 r - 5 3

eingesetzt in Zeile (I):

3x1 -2·( 8 3 r - 5 3 ) +4·(4 r ) = 29
3x1 + ( - 16 3 r + 10 3 ) +16 r = 29 | - 32 3 r - 10 3
3 x1 = - 32 3 r + 77 3 | : 3

x1 = - 32 9 r + 77 9

L={( - 32 9 r + 77 9 | 8 3 r - 5 3 |4 r )}