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folgende Aufgabe wurde mir gestellt:

Matrix A mit 3x3 mit dem Rang 3.

Gibt es einen Vektor b, sodass das Gleichungssystem Ax=b keine Lösung besitzt? Falls ja nennen Sie einen solchen.

Da die Matrix einen Rang von 3 hat ( 3 unabhängige Spalten und Zeilen) kann ich dann einfach den Vektor b so bestimmen, dass er ein vielfaches einer Spalte ist? 

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Beste Antwort

Hallo JG,

eine solche Matrix (mit erweiterter Matrix A|b )  kannst du mit dem Gaußalgorithmus immer auf Dreiecksform ohne Nullzeilen bringen. 

Dann kannst du  die Koordinaten des Lösungsvektors von Ax=b eindeutig bestimmen.

Es gibt also immer genau einen Lösungsvektor. 

> Da die Matrix einen Rang von 3 hat ( 3 unabhängige Spalten und Zeilen) kann ich dann einfach den Vektor b so bestimmen, dass er ein vielfaches einer Spalte ist? 

So einfach geht es leider nicht :-) 

Gruß Wolfgang

Avatar von 86 k 🚀

Aber wenn der Rang der Matrix nicht gleich dem Rang der erweiterten Matrix ist gibt es doch keine Lösung? 

Wenn die 3x3-Matrix A den Rang 3 hat, kann das nicht sein.

Und wie lautet die Lösung der Aufgabe jetzt?

Und wie lautet die Lösung der Aufgabe jetzt?

Von welcher Aufgabe sprichst du?  

Du hast Fragen gestellt und die sind alle beantwortet:

Nein, einen solchen Vektor b gibt es nicht.

Nein, du kannst keinen Vektor b "einfach so bestimmen".

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Spoiler Alert: es gibt so einen Vektor b nicht.

> kann ich dann einfach den Vektor b so bestimmen, dass er ein vielfaches einer Spalte ist?

Nein. Dadurch hast du nämlich nicht gezeigt, dass es einen solchen Vektor b nicht gibt.

Avatar von 107 k 🚀

Verstehe ich nicht.

Wie ist dann die Lösung dieser Aufgabe?

Die Lösung ist "Es gibt keinen Vektor b, sodass das Gleichungssystem Ax=b keine Lösung besitzt".

Wegen Rang 3 der 3×3-Matrix kann die Matrix durch elementare Zeilenumformungen in die 3×3-Einheitsmatrix überführt werden. Führt man die gleichen elementaren Zeilenumformungen auf dem Vektor b durch, dann bekommt man eine Lösung des Gleichungssystems.

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