Lineare Algebra Beispiele

Löse die Matrixgleichung [[1,-1,2],[2,0,1],[1,1,1]]x=[[3,1,1],[1,0,-2],[2,-2,1]]
[1-12201111]x=[31110-22-21]
Schritt 1
Find the inverse of [1-12201111].
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Forme um.
|1-12201111|
Schritt 1.2
Find the determinant.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.1
Choose the row or column with the most 0 elements. If there are no 0 elements choose any row or column. Multiply every element in row 2 by its cofactor and add.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
Schritt 1.2.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Schritt 1.2.1.3
The minor for a21 is the determinant with row 2 and column 1 deleted.
|-1211|
Schritt 1.2.1.4
Multiply element a21 by its cofactor.
-2|-1211|
Schritt 1.2.1.5
The minor for a22 is the determinant with row 2 and column 2 deleted.
|1211|
Schritt 1.2.1.6
Multiply element a22 by its cofactor.
0|1211|
Schritt 1.2.1.7
The minor for a23 is the determinant with row 2 and column 3 deleted.
|1-111|
Schritt 1.2.1.8
Multiply element a23 by its cofactor.
-1|1-111|
Schritt 1.2.1.9
Add the terms together.
-2|-1211|+0|1211|-1|1-111|
-2|-1211|+0|1211|-1|1-111|
Schritt 1.2.2
Mutltipliziere 0 mit |1211|.
-2|-1211|+0-1|1-111|
Schritt 1.2.3
Berechne |-1211|.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.1
Die Determinante einer 2×2-Matrix kann mithilfe der Formel |abcd|=ad-cb bestimmt werden.
-2(-11-12)+0-1|1-111|
Schritt 1.2.3.2
Vereinfache die Determinante.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.2.1.1
Mutltipliziere -1 mit 1.
-2(-1-12)+0-1|1-111|
Schritt 1.2.3.2.1.2
Mutltipliziere -1 mit 2.
-2(-1-2)+0-1|1-111|
-2(-1-2)+0-1|1-111|
Schritt 1.2.3.2.2
Subtrahiere 2 von -1.
-2-3+0-1|1-111|
-2-3+0-1|1-111|
-2-3+0-1|1-111|
Schritt 1.2.4
Berechne |1-111|.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.4.1
Die Determinante einer 2×2-Matrix kann mithilfe der Formel |abcd|=ad-cb bestimmt werden.
-2-3+0-1(11-1-1)
Schritt 1.2.4.2
Vereinfache die Determinante.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.4.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.4.2.1.1
Mutltipliziere 1 mit 1.
-2-3+0-1(1-1-1)
Schritt 1.2.4.2.1.2
Mutltipliziere -1 mit -1.
-2-3+0-1(1+1)
-2-3+0-1(1+1)
Schritt 1.2.4.2.2
Addiere 1 und 1.
-2-3+0-12
-2-3+0-12
-2-3+0-12
Schritt 1.2.5
Vereinfache die Determinante.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.5.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.5.1.1
Mutltipliziere -2 mit -3.
6+0-12
Schritt 1.2.5.1.2
Mutltipliziere -1 mit 2.
6+0-2
6+0-2
Schritt 1.2.5.2
Addiere 6 und 0.
6-2
Schritt 1.2.5.3
Subtrahiere 2 von 6.
4
4
4
Schritt 1.3
Since the determinant is non-zero, the inverse exists.
Schritt 1.4
Set up a 3×6 matrix where the left half is the original matrix and the right half is its identity matrix.
[1-12100201010111001]
Schritt 1.5
Ermittele die normierte Zeilenstufenform.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.1
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.1.1
Perform the row operation R2=R2-2R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1-121002-210-2-11-220-211-200-20111001]
Schritt 1.5.1.2
Vereinfache R2.
[1-1210002-3-210111001]
[1-1210002-3-210111001]
Schritt 1.5.2
Perform the row operation R3=R3-R1 to make the entry at 3,1 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.2.1
Perform the row operation R3=R3-R1 to make the entry at 3,1 a 0.
[1-1210002-3-2101-11+11-20-10-01-0]
Schritt 1.5.2.2
Vereinfache R3.
[1-1210002-3-21002-1-101]
[1-1210002-3-21002-1-101]
Schritt 1.5.3
Multiply each element of R2 by 12 to make the entry at 2,2 a 1.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.3.1
Multiply each element of R2 by 12 to make the entry at 2,2 a 1.
[1-121000222-32-22120202-1-101]
Schritt 1.5.3.2
Vereinfache R2.
[1-1210001-32-112002-1-101]
[1-1210001-32-112002-1-101]
Schritt 1.5.4
Perform the row operation R3=R3-2R2 to make the entry at 3,2 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.4.1
Perform the row operation R3=R3-2R2 to make the entry at 3,2 a 0.
[1-1210001-32-11200-202-21-1-2(-32)-1-2-10-2(12)1-20]
Schritt 1.5.4.2
Vereinfache R3.
[1-1210001-32-11200021-11]
[1-1210001-32-11200021-11]
Schritt 1.5.5
Multiply each element of R3 by 12 to make the entry at 3,3 a 1.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.5.1
Multiply each element of R3 by 12 to make the entry at 3,3 a 1.
[1-1210001-32-112002022212-1212]
Schritt 1.5.5.2
Vereinfache R3.
[1-1210001-32-112000112-1212]
[1-1210001-32-112000112-1212]
Schritt 1.5.6
Perform the row operation R2=R2+32R3 to make the entry at 2,3 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.6.1
Perform the row operation R2=R2+32R3 to make the entry at 2,3 a 0.
[1-121000+3201+320-32+321-1+321212+32(-12)0+321200112-1212]
Schritt 1.5.6.2
Vereinfache R2.
[1-12100010-14-143400112-1212]
[1-12100010-14-143400112-1212]
Schritt 1.5.7
Perform the row operation R1=R1-2R3 to make the entry at 1,3 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.7.1
Perform the row operation R1=R1-2R3 to make the entry at 1,3 a 0.
[1-20-1-202-211-2(12)0-2(-12)0-2(12)010-14-143400112-1212]
Schritt 1.5.7.2
Vereinfache R1.
[1-1001-1010-14-143400112-1212]
[1-1001-1010-14-143400112-1212]
Schritt 1.5.8
Perform the row operation R1=R1+R2 to make the entry at 1,2 a 0.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.8.1
Perform the row operation R1=R1+R2 to make the entry at 1,2 a 0.
[1+0-1+110+00-141-14-1+34010-14-143400112-1212]
Schritt 1.5.8.2
Vereinfache R1.
[100-1434-14010-14-143400112-1212]
[100-1434-14010-14-143400112-1212]
[100-1434-14010-14-143400112-1212]
Schritt 1.6
The right half of the reduced row echelon form is the inverse.
[-1434-14-14-143412-1212]
[-1434-14-14-143412-1212]
Schritt 2
Multiply both sides by the inverse of [1-12201111].
[-1434-14-14-143412-1212][1-12201111]x=[-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21]
Schritt 3
Vereinfache die Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Multipliziere [-1434-14-14-143412-1212][1-12201111].
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1.1
Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix. In this case, the first matrix is 3×3 and the second matrix is 3×3.
Schritt 3.1.2
Multipliziere jede Zeile in der ersten Matrix mit jeder Spalte in der zweiten Matrix.
[-141+342-141-14-1+340-141-142+341-141-141-142+341-14-1-140+341-142-141+341121-122+12112-1-120+121122-121+121]x=[-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21]
Schritt 3.1.3
Vereinfache jedes Element der Matrix durch Ausmultiplizieren aller Ausdrücke.
[100010001]x=[-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21]
[100010001]x=[-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21]
Schritt 3.2
Multiplying the identity matrix by any matrix A is the matrix A itself.
x=[-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21]
Schritt 3.3
Multipliziere [-1434-14-14-143412-1212][31110-22-21].
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.1
Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix. In this case, the first matrix is 3×3 and the second matrix is 3×3.
Schritt 3.3.2
Multipliziere jede Zeile in der ersten Matrix mit jeder Spalte in der zweiten Matrix.
x=[-143+341-142-141+340-14-2-141+34-2-141-143-141+342-141-140+34-2-141-14-2+341123-121+122121-120+12-2121-12-2+121]
Schritt 3.3.3
Vereinfache jedes Element der Matrix durch Ausmultiplizieren aller Ausdrücke.
x=[-1214-212-7412-122]
x=[-1214-212-7412-122]
x=[-1214-212-7412-122]
 [x2  12  π  xdx ]