Aufgabenbeispiele von Lineare Gleichungssysteme

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Lösen eines 3x3-LGS (eindeutige Lsg.)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-2x1 +4x2 +4x3 = 0 (I) 2x1 +2x2 -1x3 = -18 (II) -2x1 -2x2 -5x3 = 6 (III)

Lösung einblenden
-2x1 +4x2 +4x3 = 0 (I) 2x1 +2x2 -1x3 = -18 (II) -2x1 -2x2 -5x3 = 6 (III)

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

1·(I) -1·(III)

-2x1 4x2 4x3 = 0 (I) ( -2 +2 )x1 +( 4 +2 )x2 +( 4 -1 )x3 = (0 -18 ) (II) ( -2 +2 )x1 +( 4 +2 )x2 +( 4 +5 )x3 = (0 -6 ) (III)
-2x1 +4x2 +4x3 = 0 (I) +6x2 +3x3 = -18 (II) +6x2 +9x3 = -6 (III)

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

-2x1 4x2 4x3 = 0 (I) 6x2 3x3 = -18 (II) +( 6 -6 )x2 +( 3 -9 )x3 = ( -18 +6 ) (III)
-2x1 +4x2 +4x3 = 0 (I) +6x2 +3x3 = -18 (II) -6x3 = -12 (III)
Zeile (III): -6x3 = -12

x3 = 2

eingesetzt in Zeile (II):

+6x2 +3·(2 ) = -18 | -6
6 x2 = -24 | : 6

x2 = -4

eingesetzt in Zeile (I):

-2x1 +4·(-4 ) +4·(2 ) = 0 | +8
-2 x1 = 8 | : (-2)

x1 = -4

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

3x3-LGS (unendliche Lösungsmenge)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

-2x1 +7x3 = 6 (I) 4x1 -3x2 -2x3 = 18 (II) -10x1 +6x2 +11x3 = -30 (III)

Lösung einblenden
-2x1 +7x3 = 6 (I) 4x1 -3x2 -2x3 = 18 (II) -10x1 +6x2 +11x3 = -30 (III)

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

5·(I) -1·(III)

-2x1 7x3 = 6 (I) ( -4 +4 )x1 +(0 -3 )x2 +( 14 -2 )x3 = ( 12 +18 ) (II) ( -10 +10 )x1 +(0 -6 )x2 +( 35 -11 )x3 = ( 30 +30 ) (III)
-2x1 +7x3 = 6 (I) -3x2 +12x3 = 30 (II) -6x2 +24x3 = 60 (III)

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

-2x1 7x3 = 6 (I) -3x2 12x3 = 30 (II) +( -6 +6 )x2 +( 24 -24 )x3 = ( 60 -60 ) (III)
-2x1 +7x3 = 6 (I) -3x2 +12x3 = 30 (II) 0 = 0 (III)
Setze x3 = t

eingesetzt in Zeile (II):

-3x2 +12·(0+t ) = 30 | -0-12 t
-3 x2 = 30 -12 t | : (-3)

x2 = -10 +4 t

eingesetzt in Zeile (I):

-2x1 +7·(0+t ) = 6 | -0 -7 t
-2 x1 = 6 -7 t | : (-2)

x1 = -3 + 7 2 t

L={(-3 + 7 2 t|-10 +4 t|0+t )}

Um die Zahlen noch etwas schöner zu machen ersetzen wir t durch t= 2s:

L={(-3 +7 s|-10 +8 s|0+2 s )}

3x3-LGS (mit Parameter rechts)

Beispiel:

Löse das folgende Lineare Gleichungssystem!

2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) 4x1 -5x2 -7x3 = -4 (II) 4x1 +10x2 +4x3 = 4r +26 (III)

Lösung einblenden
2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) 4x1 -5x2 -7x3 = -4 (II) 4x1 +10x2 +4x3 = 4r +26 (III)

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

2·(I) -1·(III)

2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) ( 4 -4 )x1 +( -2 +5 )x2 +( -4 +7 )x3 = ( 2 +4 ) (II) ( 4 -4 )x1 +( -2 -10 )x2 +( -4 -4 )x3 = ( 2 + ( -4r -26 ) ) (III)
2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) +3x2 +3x3 = 6 (II) -12x2 -8x3 = -4r -24 (III)

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

2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) 3x2 3x3 = 6 (II) +( 12 -12 )x2 +( 12 -8 )x3 = ( 24 + ( -4r -24 ) ) (III)
2x1 -1x2 -2x3 = 1 (I) +3x2 +3x3 = 6 (II) +4x3 = -4 r (III)
Zeile (III): +4x3 = -4 r

x3 = -1 r

eingesetzt in Zeile (II):

+3x2 +3·(-1 r ) = 6
+3x2 -3 r = 6 | +3 r
3 x2 = 3r +6 | : 3

x2 = r +2

eingesetzt in Zeile (I):

2x1 -1( r +2 ) -2·(-1 r ) = 1
2x1 + ( -r -2 ) +2 r = 1 | -r +2
2 x1 = -r +3 | : 2

x1 = - 1 2 r + 3 2

L={( - 1 2 r + 3 2 | r +2 |-1 r )}