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Aufgabe:

Guten Morgen ich hänge gerade so ziemlich an dieser Aufgabe:

Ich soll eine Basis von U bestimmen:

U = span ( \( \begin{pmatrix} 2\\2\\3\\-1\\-2 \end{pmatrix} \) \( \begin{pmatrix} 3\\4\\5\\1\\-3 \end{pmatrix} \) \( \begin{pmatrix} -1\\-6\\-8\\8\\17 \end{pmatrix} \) \( \begin{pmatrix} 1\\3\\4\\-3\\-7 \end{pmatrix} \) )

Problem/Ansatz


Ich weiß gerade echt nicht weiter da, hierbei sollte man ja mit dem Gauß Verfahren rechnen, dies habe ich auch gemacht allerdings ist mir nicht klar was mit das Ergebnis aussagt:

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Hätte jemand eine Erklärung?

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Aloha :)

Es geht ja darum, die linearen Abhängigkeiten aus den Spaltenvektoren mittels des Gauß-Verfahrens rauszurechnen. Dazu kannst du (1) die Matrix transponieren und dann elementare Zeilenoperationen anweden oder (2) die Matrix so lassen und elementare Spaltenoperationen anwenden. Ich führe mal Methode (2) vor:

$$\begin{array}{rrrr}:\,2 &  &  & \\\hline   2 & 3 & -1 & 1\\   2 & 4 & -6 & 3\\   3 & 5 & -8 & 4\\   -1 & 1 & 8 & -3\\   -2 & -3 & 17 & -7\end{array}\quad\to\quad\begin{array}{rrrr} & -3S_1 & +S_1 & -S_1 \\\hline 1 & 3 & -1 & 1\\  1 & 4 & -6 & 3\\  1,5 & 5 & -8 & 4\\  -0,5 & 1 & 8 & -3\\  -1 & -3 & 17 & -7\end{array}\quad\to\quad$$$$\begin{array}{rrrr}  -S_2 & & +5S_2 & -2S_2 \\\hline 1 & 0 & 0 & 0\\  1 & 1 & -5 & 2\\  1,5 & 0,5 & -6,5 & 2,5\\  -0,5 & 2,5 & 7,5 & -2,5\\  -1 & 0 & 16 & -6\end{array}\quad\to\quad\begin{array}{rrrr}  & & :\,(-4) & \\\hline 1 & 0 & 0 & 0\\  0 & 1 & 0 & 0\\  1 & 0,5 & -4 & 1,5\\  -3 & 2,5 & 20 & -7,5\\  -1 & 0 & 16 & -6\end{array}\quad\to\quad$$$$\begin{array}{rrrr} -S_3 & -0,5S_3 & & -1,5S_3\\\hline 1 & 0 & 0 & 0\\  0 & 1 & 0 & 0\\  1 & 0,5 & 1 & 1,5\\  -3 & 2,5 & -5 & -7,5\\  -1 & 0 & -4 & -6\end{array}\quad\to\quad\begin{array}{rrrr} \vec b_1 & \vec b_2 & \vec b_3 & \\\hline 1 & 0 & 0 & 0\\  0 & 1 & 0 & 0\\  0 & 0 & 1 & 0\\  2 & 5 & -5 & 0\\  3 & 2 & -4 & 0\end{array}$$Jetzt haben wir soweit wie möglich Diagonalgestalt und es bleiben 3 Basisvektoren \(\vec b_1\), \(\vec b_2\) und \(\vec b_3\) übrig.

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