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Aufgabe:

Lösen Sie die folgenden Matrixgleichungen über R:

\( \begin{pmatrix} x & y & z \end{pmatrix} \) \( \begin{pmatrix} 1 & 2 & 4\\ 0 & 1 & 1 \\ 2 & 2 & 6 \end{pmatrix} \) = \( \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \)


Problem/Ansatz:

Wie gehe ich dieses Beispiel an? So weit ich weiß, muss ich die Inverse von der gegebenen Matrix erstellen und diese dann mit den Einheitsvektor multiplizieren..woher weiß ich aber was der Einheitsvektor ist? Und wie genau funktioniert das invertieren?

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Hallo,

Die Inverse wirst Du in diesem speziellen Fall schwerlich berechnen können, da die Determinante der Matrix \(=0\) ist. Und im allgemeinen Fall ist die Inverse auch keine gute Idee, weil der Aufwand wesentlich größer wäre, als das Gleichungssystem direkt zu lösen.

Bei dieser Gleichungsart, darfst Du Vielfache von Spalten(!) zu anderen Spalten addieren oder abziehen. D.h. aus $$\begin{pmatrix}x& y& z\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1& 2& 4\\ 0& 1& 1\\ 2& 2& 6\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0& 0& 0\end{pmatrix}$$wird, indem man das doppelte der 1.Spalte von der zweiten und das vierfache der 1.Spalte von der dritten Spalte abzieht:$$\begin{pmatrix}x& y& z\end{pmatrix} \begin{pmatrix}1& 0& 0\\ 0& 1& 1\\ 2& -2& -2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0& 0& 0\end{pmatrix}$$Du siehst nun, dass zwei der drei Spalten identisch sind. Die Determinante muss daher auch \(=0\) sein. Nun setze \(z=t\) und daraus folgt$$x+2z=0 \implies x = -2t \\ y - 2z = 0 \implies y = 2t$$Die Lösungsmenge \(\mathbb L\) ist also$$\mathbb L = \{\begin{pmatrix}x& y& z\end{pmatrix} \in \mathbb R^3\mid\space\begin{pmatrix}x& y& z\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}-2& 2& 1\end{pmatrix}t, \space t \in \mathbb R \}$$

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