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Lineares Gleichungssystem mit 5 Unbekannten

Universität / Fachhochschule

angewandte lineare Algebra

Tags: Angewandte Lineare Algebra, Gauß Verfahren, Gleichgewichtsmarktanteile, Marktanteil, Matrix, Übergangswahrscheinlichkeit

 
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jonbovi

jonbovi

22:06 Uhr, 07.08.2017

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Hallo zusammen,

ich stehe bei dieser Aufgabe gewaltig auf dem Schlauch und so langsam fällt mir auch nichts mehr ein, dass ich probieren könnte.

Mit dem folgendem Gleichungssystem sollen die stabilen Marktanteile a,b,c und d errechnet werden.

a=0,15a+0,21b+0,15c+0,16d
b=0,52a+0,42b+0,44c+0,40d
c=0,30a+0,35b+0,30c+0,28d
d=0,03a+0,01b+0,10c+0,16d
a+b+c+d=1

Leider komme nicht mal auf die Werte die ich für a-d einsetzen muss, um so überhaupt richtig mit dem Gauß-Algorithmus starten zu können.

Vielen Dank für eure Hilfe!


Screenshot 2017-08-07 22.01.06
Screenshot 2017-08-07 22.01.14

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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pleindespoir

pleindespoir aktiv_icon

22:27 Uhr, 07.08.2017

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a=0,15a+0,21b+0,15c+0,16d
0=-0,85a+0,21b+0,15c+0,16d

undsoweiter ...
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Roman-22

Roman-22

00:34 Uhr, 08.08.2017

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Ich zähle nur vier Unbekannte, aber fünf Gleichungen!??
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supporter

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08:59 Uhr, 08.08.2017

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Je nachdem, welche Gleichung man weglässt, erhält man unterschiedliche Ergebbisse.

Da stimmt also etwas nicht.
http//www.arndt-bruenner.de/mathe/scripts/gleichungssysteme.htm
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pwmeyer

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11:13 Uhr, 08.08.2017

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Hallo,

vom Ansatz her sind die Summen der Spalten gleich 1, so dass die 5. Gleichung automatisch erfüllt ist, wenn die ersten 4 Gleichungen erfüllt sind. Allerdins stimmt das für das angegeben Gleichungssystem nicht exakt aufgrund der Rundungen. Zu rechnen ist also mit den ersten 4 Gleichungen.

Gruß pwm
jonbovi

jonbovi

19:13 Uhr, 08.08.2017

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@pleindespoir: Das heißt, das Ganze würde dann so aussehen?

0=-0,85a+0,21b+0,15c+0,16d
0=0,52a-0,58b+0,44c+0,40d
0=0,30a+0,35b-0,70c+0,28d
0=0,03a+0,01b+0,10c-0,84d

Damit bekomme ich leider auch keine Lösung hin. :(

@Roman-22: Du hast natürlich recht, sorry. Es sind nur 4 Unbekannte.

@pwmeyer: Vielen Dank für den Hinweis. Leider weiß ich nicht, wie nun ich anfangen soll, bzw. was ich für a,b,c und d einsetzen muss, damit ich richtig anfangen kann.

Anbei noch ein Screenshot mit der fast kompletten Aufgabe inkl. Lösung (jedoch ohne Lösungsweg).

Screenshot 2017-08-08 19.11.36
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pleindespoir

pleindespoir aktiv_icon

19:23 Uhr, 08.08.2017

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zunächst mal gut, dass Du die Aufgabe (fast) vollständig hochgeladen hast - ich hab grade schon rumgegrübelt, worum es eigentlich gehen soll - bis später eventuell ...
jonbovi

jonbovi

19:30 Uhr, 08.08.2017

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Hier noch der letzte Teil, ich weiß nicht ob dies für die Berechnung wichtig ist, aber nun ist die Aufgabe immerhin komplett.

Screenshot 2017-08-08 19.27.18
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Roman-22

Roman-22

19:55 Uhr, 08.08.2017

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> vom Ansatz her sind die Summen der Spalten gleich 1, so dass die 5. Gleichung automatisch erfüllt ist, wenn die ersten 4 Gleichungen erfüllt sind.
> Zu rechnen ist also mit den ersten 4 Gleichungen.
Das wäre fatal! Denn dann stellt sich doch hoffentlich die triviale Lösung a=b=c=d=0 ein.
Wären nicht dir Rundungsfehler in den Werten, so würden die ersten vier Gleichungen linear abhängig sein. D.h. man könnte eine beliebige davon weglassen und durch a+b+c+d=1 ersetzen.
Bedingt durch die beiden Rundungsfehler in den Werten erhält man aber geringfügig unterschiedliche Lösungen, je nachdem welche Gleichung man ersetzt.

Zu den Rundungsfehlern: In Tabelle 2-11 müssten die Werte jeder Zeile genau 1 ergeben - das ist aber zweimal nicht der Fall (obwohl die Werte durchaus richtig gerundet wurden).

Nur, wenn man mit den genauen Werten aus Tabelle 2-10 rechnet ergeben sich die angegebenen Werte. Da darf man dann auch alle fünf Gleichungen mitspielen lassen, ohne dass es zu einem Widerspruch kommt. Kann aber wie oben schon geschrieben, auch gern eine weglassen. a+b+c+d=1 muss aber dabei sein.
Bild

Wenn du mit den im Text angegeben gerundeten Werten rechnest, dann ist das Ergebnis davon abhängig, welche der ersten vier Gleichungen zu weg lässt. Ich würde dir evt auch raten, diese Gleichungen mit 100 zu multiplizieren, damit du (zunächst) nur mit ganzzahligen Werten zu tun hast. Im Laufe der Rechnung hast du dann die Wahl, mit unangenehmen Brüchen oder mit unangenehmen Dezimalzahlen zu rechnen ;-)
Im Anhang findest du die vier möglichen Ergebnis 4-tupel zu deiner Kontrolle.

Wenn du zu Fuß mit Gauß nicht zurande kommst, müsstest du deine Rechnung hier posten und irgend jemand wird dann schon deinen Fehler finden.

Bild2
Frage beantwortet
jonbovi

jonbovi

20:35 Uhr, 09.08.2017

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Vielen Dank für die Mühe und die ausführliche Erklärung! Das hilft mir auf jeden Fall schon mal sehr weiter. Ich werde mich morgen direkt daran versuchen. :-)