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Aufgabeb
Gesucht ist die Lösungsmenge \( 2 u m \) Gleichungssystem
\( \begin{array}{l} x_{1}-3 x_{2}+x_{3}-2 x_{4}+4 x_{5}=0 \\ -x_{1}+2 x_{2}-4 x_{3}+x_{4}-x_{5}=0 \\ 2 x_{1}+x_{2}+24 x_{3}-3 x_{4}+2 x_{5}=0 \\ \begin{array}{ccccc|c} 1 & -3 & 1 & -2 & 4 & 0 \\ -1 & 2 & -4 & 1 & -1 & 0 \\ 2 & 1 & 24 & -3 & 2 & 0 \end{array} \\ \end{array} \)

Hallo zusammen, könnte mir hier jemand helfen? Wie löse ich das Gleichungssystem?

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Aloha :)

Schritt 1) Wir brauchen möglichst viele Spalten mit lauter Nullen und genau einem Wert ungleich Null. Dazu kannst du elementare Gauß-Operationen verwenden:$$\begin{array}{rrrrr|c|l}x_1 & x_2 & x_3 & x_4 & x_5 & = & \text{Operation}\\\hline1 & -3 & 1 & -2 & 4 & 0 &\\-1 & 2 &-4 & 1 & -1 & 0 &+\text{Zeile }1\\2 & 1 & 24 & -3 & 2 & 0 & -2\cdot\text{Zeile 1}\\\hline1 & -3 & 1 & -2 & 4 & 0 &-3\cdot\text{Zeile 2}\\0 & -1 & -3 & -1 & 3 & 0 &\cdot(-1)\\0 & 7 & 22 & 1 & -6 & 0 &+7\cdot\text{Zeile 2}\\\hline1 & 0 & 10 & 1 & -5 & 0 &-10\cdot\text{Zeile 3}\\0 & 1 & 3 & 1 & -3 & 0 &-3\cdot\text{Zeile 3}\\0 & 0 & 1 & -6 & 15 & 0\\\hline\pink1 & 0 & 0 & 61 & -155 & 0 &\Rightarrow \pink{x_1}+61x_4-155x_5=0\\0 & \pink1 & 0 & 19 & -48 & 0 &\Rightarrow\pink{x_2}+19x_4-48x_5=0\\0 & 0 & \pink1 & -6 & 15 & 0 &\Rightarrow \pink{x_3}-6x_4+15x_5=0\end{array}$$

Schritt 2) Bedingungs-Gleichungen umstellen

Stelle die erhaltenen Bedingungs-Gleichungen nach der pinken Variablen um:$$x_1=-61x_4+155x_5\quad;\quad x_2=-19x_4+48x_5\quad;\quad x_3=6x_4-15x_5$$

Schritt 3) Ergebnis hinschreiben

Damit kannst du nun alle Lösungsvektoren aufschreiben:$$\vec x=\begin{pmatrix}x_1\\x_2\\x_3\\x_4\\x_5\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}-61x_4+155x_5\\-19x_4+48x_5\\6x_4-15x_5\\x_4\\x_5\end{pmatrix}=x_4\begin{pmatrix}-61\\-19\\6\\1\\0\end{pmatrix}+x_5\begin{pmatrix}155\\48\\-15\\0\\1\end{pmatrix}$$

Die Lösung ist hier also ein 2-dimensionaler Vektorraum mit den angegebenen Basisvektoren.

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Hallo

1. vereinfachen  indem du in der zweiten Zeile eine Null vorn erzeugst, dann in der dritten  Zeile 2  Nullen vorn, jetzt hast du in der letzten Zeile  nur noch 3 Unbekannte davon kannst du 2 Willkürlich wählen z.B. x4=r x5=s

daraus dann x3

dann mit der 2 ten Zeile x2 und endlich x1

oder Wenn du Basisvektoren des Bildes suchst in der 3 ten Zeile x5=0 x4=1 den Rest berechnen und dann x5=1 x4=0

Gruß lul

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