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Für folgende Aufgabe brauche ich folgende Hilfe.


Wie muss ich das folgende lineare Gleichungssystem mit der Cramerschen Regel lösen ?


3x +   0y  +   z  =   0

5x +   αy  +   z  =   1

2x + -αy   +   z  =   2


Was müssen Sie dabei für α voraussetzen ?

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  Nur mal so ins Blaue hinein; hast du je vom ===>  Kreuz-oder vom ===> Spatprodukt gehört?  Pas mal auf, was dir Pappi zaubert.


    x  (  3  |  5  |  2  )  +  a  y  (  0  |  1  |  -  1  )  +  z  (  1  |  1    1  )  =  (  0  |  1  |  2  )    |    X  (  1  |  1    1  )         (  1a  )

   

     x  (  3  |  -  1  |  -  2  )  +  a  y  (  2  |  -  1  |  -  1  )  =  (  -  1  |  2  |  -  1  )            |   °   (  0  |  1  |  -  1  )       (  1b  )



         Schau mal hier


   http://www.schlauerlernen.de/kreuzprodukt-rechner/


     Ich wollte dir nur gezeigt haben, wie sich Onkel Cramer logisch zusammen setzt; das hat nämlich alles seinen tieferen Sinn.  Indem wir das Kreuzprodukt mit dem  Koeffizientenvektor ( KV ) der Unbekannten z gebildet haben, wurde diese Unbekannte in einem ersten Schritt eliminiert. Als Symbol für Skalarprodukt wähle ich dieses Gradzeichen, weil das wohl deutlicher erkennbar ist als der Punkt.

     Nach  Anwendung des Kreuzprodukts steht der KV von y natürlich senkrecht auf dem entsprechenden KV in ( 1a )  ( Warum? )  D.h. wenn ich das Skalar-oder Spatprodukt mit dem ursprünglichen KV aus ( 1a ) bilde, geht jetzt die Unbekannte y den Bach runter; zugegeben ein sehr merkwürdiges Eliminationsverfahren.  Rechnen wir   zur Kontrolle die Skalarprodukte explizit nach.


    x  (  3  *  0  -  1  *  1  +  2  *  1  )  +  a  y  (  2  *  0  -  1  *  1  +  1  *  1  )  =  -  1  *  0  +  2  *  1  +  1  *  1     (  1c  )


     Falls du dich wundern solltest;  Das spatprodukt aus drei Vektoren ist nichts anderes als seine Determinante.  In einem komplizierten Zweischrittverfahren haben wir erst z und dann y eliminiert; ich fasse zusammen


          x  =  3        (  1d  )


       Wie kommen wir auf diese Mega umständliche Weise an die Unbekannte y ?   In ( 1b ) hatten wir ja schon z eliminiert;  machen wir Spatprodukt mit dem Original KV von x aus ( 1a )


     x  (  3  |  -  1  |  -  2  )  +  a  y  (  2  |  -  1  |  -  1  )  =  (  -  1  |  2  |  -  1  )            |  °  (  3  |  5  |  2  )   (  1b  )

   

                  -  a  y  =  5   ===>  a  y  =  (  -  5  )         (  2  )

     Ja schön; wenn a = 0  , wird die zweite Spalte der Cramerdeterminante Null und damit die Determinante singulär.

   Es hilft nichts; für z zu berechnen, müssen wir nochmal jungfräulich von ( 1a ) beginnen und Kreuzprodukt mit dem KV von x bilden, um diese Unbekannte zu eliminieren:


  x  (  3  |  5  |  2  )  +  a  y  (  0  |  1  |  -  1  )  +  z  (  1  |  1  |    1  )  =  (  0  |  1  |  2  )    |    X  (  3  |  5  |  2  )        (  1a  )

        a  y  (  7  |  -  3  |  -  3  )  +  z  (  -  3  |  1  |  2  )  =  (  -  8  |  6  |  -  3  )        °    (  0  |  1  |  -  1  )      (  3a  )


           -  z  =  9  ===>  z  =  (  -  9  )           (  3b  )


    Wenn du die Analogie in 4 711 Dimensionen zu verstehen erheischst.  Schau mal im Kowalsky oder Greub  Band 2 unter  ===> n-Formen   ===> Wedgeprodukt  ( " Keilprodukt )  Ich garantiere dir du verstehst erstmals im Leben, was eine   Determinante ist. Physiker sprechen auch von ===> Slaterdeterminanten.

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  Ach eh dass ich ' s vergess. Die Kapitelüberschrift, unter der die Cramerregel läuft, heißt ===>  Grassmannalgebra;  was eine Determinante ist, lässt sich wirklich nur im Rahmen dieser Teorie verstehen.

   Prof. Neunzert baute in sein Telekolleg eigens eine Spielszene aus dem 19. Jh. ein von den Kollegen, die alle Grassmann für seinen Scharfsinn bewunderten. Doch der Missmut  war einhellig


     " Niemand versteht, was Grassmann eigentlich meint; wovon der eigentlich spricht. "

Hallo Habakuktibong,

Danke für die Seite mit den Kreuzprodukt Rechner. Ich habe das Verfahren verstanden, jedoch habe ich die Schritte nicht ganz verstanden. Könntest du das als Matrizen machen und zeigen.

===>  Kreuz-oder vom ===> Spatprodukt gehört?

Ja schon aber die Rechnung fällt mir schwer zu machen wegen dem Alpha.

Könntest du es mir genauer erklären verstehe es nicht

Wie kommt man auf 

 X  (  1  |  1    1  )        (  1a  )

Wie kommt man auf

(  0  |  1  |  2  )    |    X  (  1  |  1    1  )        (  1a  )

 Wie kommt man auf ?

 x  (  3  *  0  -  1  *  1  +  2  *  1  )  +  a  y  (  2  *  0  -  1  *  1  +  1  *  1  )  =  -  1  *  0  +  2  *  1  +  1  *  1    (  1c  )

  x  (  3  |  -  1  |  -  2  )  +  a  y  (  2  |  -  1  |  -  1  )  =  (  -  1  |  2  |  -  1  )            |  °  (  3  |  5  |  2  )  (  1b  )
x  (  3  |  5  |  2  )  +  a  y  (  0  |  1  |  -  1  )  +  z  (  1  |  1  |    1  )  =  (  0  |  1  |  2  )    |    X  (  3  |  5  |  2  )        (  1a  )

        a  y  (  7  |  -  3  |  -  3  )  +  z  (  -  3  |  1  |  2  )  =  (  -  8  |  6  |  -  3  )        °    (  0  |  1  |  -  1  )      (  3a  )



          -  z  =  9  ===>  z  =  (  -  9  )          (  3b  )

   

  Du siehst immer Probleme, wo gar keine sind;    Alfa geht doch auszuklammern. Schreib doch einfach "  Alfa Mal y " statt y .

      Ich wollte dir erklärt haben, dass sich Cramer aus genau zwei Schritten zusammen setzt. Mit eriner Gleichung kannst du bekanntlich alles machen, was du willst voraus gesetzt, du machst es auf beiden Seiten.

     Angenommen du suchst x. Im ersten Schritt eliminiert Cramer die Unbekannte z .

   Bei Kreuzprodukt hast du doch immer  a  X  a  =  0   .  D.h. wenn du z weg haben willst, nimmst du auf beiden Seiten Kreuzprodukr mit dem KV von z .  Das wird dann der erste Schritt der Cramer-Elimination; hast du das so weit verstanden?

Wenn wir mal a=1 setzen.

Wie rechnest Du dann fertig, es kann doch net sein, dass wir x,y in A einsetzen und so z bestimmen, oder?

Ich muss dazu sagen, dass ich um Cramers Determinanten immer einen großen Bogen gemacht habe. Aber mit Deiner Methode schreibt es sich sehr prägnant...

https://ggbm.at/JXVDAFkU


Wie hast du Schritt 4 und 5 gerechnet ?

Also verstehe nicht die Schritte 4 bis 10

  Meine Gleichungen habe ich nummeriert, damit ihr euch bitte schön darauf bezieht. Meine höchste Gleichungsnummer ist  (  3b  )  ;  ein ( 4 ) oder ( 5 ) gibt es gar nicht.  Wie soll ich wissen, wonach du fragst?

Er bezieht sich wohl auf meine Zeilennummern im CAS ...

Da schreibt sich Deine Methode sehr schön und prägnant - stößt sich aber wohl am 1.Grundsatz der Informatik ;-).  Rechnen möcht ich das nicht von hand in einem Anwendungsfall...

Genau beziehe mich auf das CAS

     Wenn du dir den Onkel Grassmann mal anschaust.  Das Keilprodukt zweier Vektoren ist eben selbst kein Vektor mehr, sondern eine 2-Form.    Im Gegensatz zum Kreuzprodukt ist ja das Keilprodukt assoziativ;  das Keilprodukt aus drei Vektoren bildet ihre Determinante.

    Und eine Determinante ist auch kein Skalar, sondern eine 3-Form.  Ich mach das jetzt mal für 5 Unbekannte, damit das Prinzip deutlich wird:


   v1 x1        + v2 x2 + v3 x3         + v4 x4         + v5 x5 = b   |    ^    v2      (  1a  )

   v1 ^ v2 x1             -  v2 ^ v3 x3  - v2 ^ v4 x4   -  v2 ^ v5 x5 = b ^ v2  |  ^ v3    ( 1b )


       Die Unbekannte x2 wurde eliminiert um den Preis, dass eine 2-Form in 5 Dimensionen ( 5 2 ) = 10 Komponenten hat. Das nimmt jetzt über Hand mit der Anzahl der Unbekannten.


  v1 ^ v2 ^ v3 x1        +  v2 ^ v3 ^ v4 x4  +  v2 ^ v3 ^ v5 x5 = b ^ v2  ^ v3   |  ^ v4   ( 1c )

  v1 ^ v2 ^ v3 ^ v4 x1                             -  v2 ^ v3 ^ ^v4 ^ v5 x5 = b ^ v2  ^ v3  ^ v4 |  ^ v5       ( 1d )

        v1 ^ v2 ^ v3 ^ v4 ^ v5  x1  =  b ^ v2  ^ v3  ^ v4 ^v5     ( 1e )


      ( 1e ) ist die Zeile, wie du sie von Cfamer kennst. Aber wie gesagt: Wenn du mal im Auge behältst, wie sich so eine höher dimensionale Determinante zusammen setzt, verbietet sich das ganze Verfahren von Selbst.

Ahh, ja danke, es geht weiter - gut zu wissen. Ich kopier mir den Text mal ins Archiv...

Werd ich aber nicht in mein Skript einbauen - wenn jemand mit 47 oder 11 Dimensionen einsteigt, dann stehen halt ein paar Fragezeichen in den ersten CAS-Zeilen ;-).

Dann muss er warten bis die Cramer-Entwicklung aufgebaut ist oder aber GeoGebra sich verweigert "Rechnung dauert zu lange"

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Hallo

 du siehst nach in wiki oder deinem skript nach cramersche Regel.

 und dabei muss det(A)!=0 sein, daraus bekommst du die bedingung für A

gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Hallo Lul,

Ich habe mir die Regel angesehen, aber komme leider net voran.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Cramersche_Regel

@ lui

!=  ist ein etwas seltsames Ungleichheitszeichen. Du findest es im Editor, wenn du links oben "Ω" anklickst.

Den Hinweis "du findest es ... oder in deinem Skript" finde ich im Übrigen bestensfalls "kommentarwürdig".

Eine "Offene Frage" sollte man damit wohl nicht schließen!


@Klaus

Ist dir die Berechnung von Determinanten bekannt?

Hallo

warum soll man hier eine Regel mühsam aufschreiben, wenn man sie mit einem Klick im Netz finden kann. Wenn der Frager gesagt hätte ich weiss nicht was det(A_i) ist wäre das was anderes.

Gruß Lul

Ich weiss es nicht entschuldige

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