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Lösungen eines homogenen Gleichungssystems

Universität / Fachhochschule

Matrizenrechnung

Tags: Gauß Verfahren, homogen, Linear, Matrizenrechnung

 
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Laxel

Laxel aktiv_icon

14:02 Uhr, 28.07.2013

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Hallo,

Ich Habe folgende Übungsaufgabe:

Gegeben ist die Matrix A = ( 1 0 2 1 1 5 8 3 5 4 3 1 5 2 15 2 )

a) Bestimmen Sie alle Lösungen des zugehörigen homogenen linearen Gleichungsystems.
b) Für welche Werte a 2 element R ist das Gleichungssystem Ax = b ,



b = ( 3 13 0 a ) lösbar?



c) Sei A ˜ = (A; b) die erweiterte Koeffizientenmatrix des Systems aus b). Welche Dimension hat der Lösungsraum des homogen Gleichunssystems zu der Matrix A ˜ ? Geben Sie eine Basis an.

Meine Frage lautet, ob ich a) richtig gelöst habe.

Ich habe zuerst über den Gauß die Zeilenstufenform bestimmt: [ 1 0 2 5 0 1 3 3 0 0 0 0 1 5 17 0 1 ]



Dadurch erhalte ich L = { 2 x 3 5 x 4 3 x 3 + 3 x 4 5 17 x 4 0 x 3 u n d x 4 R } .

x 4 setze ich = t (da es variabel ist)



Dann ist meine Lösung des Gleichungssystems: ( 4 7 17 t 3 15 17 t 5 17 t t ) .

Der Lösungsweg erscheint mir richtig , aber bei der Endlösung bin ich mir nicht sicher. Ist sie korrekt?

Gruß,

Laxel


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
anonymous

anonymous

14:54 Uhr, 28.07.2013

Antworten
x4 ist nicht frei wählbar!

Zeilenstufenform passt zur Matrix. Aber dann erhält man aus der letzten Zeile 0x1+0x2+0x3+1x4=0, also x4=0. Und 0 ist doch ein eindeutiger Wert. Also sollte man da nichts anderes für x4 wählen, weshalb dein angegebener Lösungsvektor nur für t=0 das lineare Gleichungssystem löst.

Du darfst nur Variablen frei wählen, wenn der Rang kleiner als die Anzahl der Variablen ist, d. h. wenn in der Zeilenstufenform die Anzahl der Zeilenvektoren ungleich 0 kleiner ist als ie Spaltenanzahl ist.

In diesem Fall ist allerdings der Rang gleich der Anzahl der Variablen, weshalb das lineare Gleichungssystem eindeutig lösbar ist.

Die einzige Lösung des homogenen linearen Gleichungssystems ist daher der Nullvektor.
Antwort
rundblick

rundblick aktiv_icon

17:28 Uhr, 28.07.2013

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hast du die Zahlenwerte der Matrix A alle richtig eingegeben?

ja?



dann ist nach meiner Rechnung det(A)=-136... also ungleich 0

und damit

1) hat das zugehörige homogene lineare Gleichungsystem nur den Nullvektor
als Lösung

und

2)Ax=b hat immer genau eine Lösung - egal wie b aussieht.


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