0 Daumen
932 Aufrufe

Hallo,

gegeben sind folgende Matrizen:


A= \( \begin{pmatrix} 2 & 0 \\ 3 & 1 \end{pmatrix} \)


B= \( \begin{pmatrix} 1 & -3 \\ -2 & 6 \end{pmatrix} \)


C= \( \begin{pmatrix} 2 & 0 & 0 \\ -1 & 1 & 0 \\ 3 & 2 & 1 \end{pmatrix} \)


Die Matrizengleichung AX+X=BX+C soll nach X aufgelöst werden und es soll angegeben werden, welche Voraussetzungen dafür gegeben sein müssen. Ich weiß damit ehrlich gesagt überhaupt nichts anzufangen :(


Mein Ansatz: 

Ich habe die gegebenen Matrizen erst mal in die o.g. Gleichung eingesetzt und das sieht dann bei mir so aus:

\( \begin{pmatrix} 2 & 0 \\ 3 & 1 \end{pmatrix} \) · X = \( \begin{pmatrix} 1 & -3 \\ -2 & 6 \end{pmatrix} \) · X + \( \begin{pmatrix} 2 & 0 & 0 \\ -1 & 1 & 0 \\ 3 & 2 & 1 \end{pmatrix} \)


Wie mache ich jetzt weiter? A*X und B*X könnte ich ja noch berechnen. Aber macht das Sinn?

Ich würde sagen, dass geht in dem Fall gar nicht. Ich habe auf der rechten Seite ja eine Addition. Und eine Addition von Matrizen ist ja nur dann möglich, wenn die Anzahl der Zeilen und Spalten gleich sind. Das ist ja hier nicht der Fall. 

Und: Welche Voraussetzungen müssen überhaupt gegeben sein, damit ich die Aufgabe lösen kann?

Avatar von

2 Antworten

0 Daumen
 
Beste Antwort

\(E\) sei die Einheitsmatrix.

\(\begin{aligned} AX+X & =BX+C &  & |-BX\\ AX+X-BX & =C &  & \text{Distributivgesetz}\\ \left(A+E-B\right)X & =C &  & |\left(A+E-B\right)^{-1}\cdot\\ X & =\left(A+E-B\right)^{-1}\cdot C \end{aligned}\)

Dazu muss \(A+E-B\) invertierbar sein.

Ich weiß damit ehrlich gesagt überhaupt nichts anzufangen :(

Und wenig später zeigst du, dass du damit doch was anfangen kannst. Ich zitiere dich mal: "Und eine Addition von Matrizen ist ja nur dann möglich, wenn die Anzahl der Zeilen und Spalten gleich sind. Das ist ja hier nicht der Fall."

Damit ist die Aufgabe gelöst.

Avatar von 107 k 🚀

Vielen lieben Dank! Da hab ich ja doch den richtigen Riecher gehabt :D

Aber: Ich verstehe deine Umstellung nicht so ganz. Wo kommt die Einheitsmatrix auf einmal her? Das kann ich irgendwie nicht so ganz nachvollziehen :(

Vllt. könntest du mir da noch mal helfen? :)

Es ist 3x + x = (3+1)x. Dieses Ausklammern funktioniert auch bei Matrizen anstatt der Zahlen 3 und x, nur dass dann die Einheitsmatrix E anstatt der 1 verwendet wird. Grund ist, dass EX = X ist.

Ahhh okay, super.

Vielen lieben Dank für die Hilfe! :)

0 Daumen

Aloha :)

Hier kannst du nichts nach \(X\) auflösen. Die Matrix-Addition ist nur für Matrizen mit gleicher Anzahl Zeilen und gleicher Anzahl Spalten definiert. Die Addition auf der rechten Seite ist daher gar nicht defniert.

Avatar von 152 k 🚀

Dankeschön! :) :)

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community