Gib eine Aufgabe ein ...
Lineare Algebra Beispiele
x+y+z=12x+y+z=12 , 2x-3y+2z=42x−3y+2z=4 , x+z=2yx+z=2y
Step 1
Ermittle AX=BAX=B aus dem Gleichungssystem.
[1112-321-21]⋅[xyz]=[1240]⎡⎢⎣1112−321−21⎤⎥⎦⋅⎡⎢⎣xyz⎤⎥⎦=⎡⎢⎣1240⎤⎥⎦
Step 2
Stelle eine Matrix auf, die in zwei Teile gleicher Größe aufgeteilt ist. Trage die Elemente der ursprünglichen Matrix auf der linken Seite ein. Trage die Elemente der Einheitsmatrix auf der rechten Seite ein. Um die Inverse zu ermitteln, wende Zeilenoperationen an, um die linke Seite in die Einheitsmatrix umzuwandeln. Nachdem das abgeschlossen ist, befindet sich die Inverse der ursprünglichen Matrix auf der rechten Seite der Doppelmatrix.
[1111002-320101-21001]⎡⎢⎣1111002−320101−21001⎤⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R2=-2⋅R1+R2R2=−2⋅R1+R2 auf R2R2 (Zeile 22) aus, um einige Elemente in der Zeile in 00 umzuwandeln.
Ersetze R2R2 (Zeile 22) mit der Zeilenoperation R2=-2⋅R1+R2R2=−2⋅R1+R2, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 00 umzuwandeln.
[111100-2⋅R1+R2-2⋅R1+R2-2⋅R1+R2-2⋅R1+R2-2⋅R1+R2-2⋅R1+R21-21001]⎡⎢⎣111100−2⋅R1+R2−2⋅R1+R2−2⋅R1+R2−2⋅R1+R2−2⋅R1+R2−2⋅R1+R21−21001⎤⎥⎦
R2=-2⋅R1+R2R2=−2⋅R1+R2
Ersetze R2R2 (Zeile 22) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R2=-2⋅R1+R2R2=−2⋅R1+R2.
[111100(-2)⋅(1)+2(-2)⋅(1)-3(-2)⋅(1)+2(-2)⋅(1)+0(-2)⋅(0)+1(-2)⋅(0)+01-21001]⎡⎢⎣111100(−2)⋅(1)+2(−2)⋅(1)−3(−2)⋅(1)+2(−2)⋅(1)+0(−2)⋅(0)+1(−2)⋅(0)+01−21001⎤⎥⎦
R2=-2⋅R1+R2R2=−2⋅R1+R2
Vereinfache R2R2 (Zeile 22).
[1111000-50-2101-21001]⎡⎢⎣1111000−50−2101−21001⎤⎥⎦
[1111000-50-2101-21001]⎡⎢⎣1111000−50−2101−21001⎤⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R3=-1⋅R1+R3R3=−1⋅R1+R3 auf R3R3 (Zeile 33) aus, um einige Elemente in der Zeile in 00 umzuwandeln.
Ersetze R3R3 (Zeile 33) mit der Zeilenoperation R3=-1⋅R1+R3R3=−1⋅R1+R3, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 00 umzuwandeln.
[1111000-50-210-1⋅R1+R3-1⋅R1+R3-1⋅R1+R3-1⋅R1+R3-1⋅R1+R3-1⋅R1+R3]⎡⎢⎣1111000−50−210−1⋅R1+R3−1⋅R1+R3−1⋅R1+R3−1⋅R1+R3−1⋅R1+R3−1⋅R1+R3⎤⎥⎦
R3=-1⋅R1+R3R3=−1⋅R1+R3
Ersetze R3R3 (Zeile 33) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R3=-1⋅R1+R3R3=−1⋅R1+R3.
[1111000-50-210(-1)⋅(1)+1(-1)⋅(1)-2(-1)⋅(1)+1(-1)⋅(1)+0(-1)⋅(0)+0(-1)⋅(0)+1]⎡⎢⎣1111000−50−210(−1)⋅(1)+1(−1)⋅(1)−2(−1)⋅(1)+1(−1)⋅(1)+0(−1)⋅(0)+0(−1)⋅(0)+1⎤⎥⎦
R3=-1⋅R1+R3R3=−1⋅R1+R3
Vereinfache R3R3 (Zeile 33).
[1111000-50-2100-30-101]⎡⎢⎣1111000−50−2100−30−101⎤⎥⎦
[1111000-50-2100-30-101]⎡⎢⎣1111000−50−2100−30−101⎤⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R2=-15R2R2=−15R2 auf R2R2 (Zeile 22) aus, um einige Elemente in der Zeile in 11 umzuwandeln.
Ersetze R2R2 (Zeile 22) mit der Zeilenoperation R2=-15R2R2=−15R2, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 11 umzuwandeln.
[111100-15R2-15R2-15R2-15R2-15R2-15R20-30-101]⎡⎢
⎢⎣111100−15R2−15R2−15R2−15R2−15R2−15R20−30−101⎤⎥
⎥⎦
R2=-15R2R2=−15R2
Ersetze R2R2 (Zeile 22) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R2=-15R2R2=−15R2.
[111100(-15)⋅(0)(-15)⋅(-5)(-15)⋅(0)(-15)⋅(-2)(-15)⋅(1)(-15)⋅(0)0-30-101]⎡⎢
⎢
⎢⎣111100(−15)⋅(0)(−15)⋅(−5)(−15)⋅(0)(−15)⋅(−2)(−15)⋅(1)(−15)⋅(0)0−30−101⎤⎥
⎥
⎥⎦
R2=-15R2R2=−15R2
Vereinfache R2R2 (Zeile 22).
[11110001025-1500-30-101]⎡⎢
⎢⎣11110001025−1500−30−101⎤⎥
⎥⎦
[11110001025-1500-30-101]⎡⎢
⎢⎣11110001025−1500−30−101⎤⎥
⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R1=-1⋅R2+R1R1=−1⋅R2+R1 auf R1R1 (Zeile 11) aus, um einige Elemente in der Zeile in 00 umzuwandeln.
Ersetze R1R1 (Zeile 11) mit der Zeilenoperation R1=-1⋅R2+R1R1=−1⋅R2+R1, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 00 umzuwandeln.
[-1⋅R2+R1-1⋅R2+R1-1⋅R2+R1-1⋅R2+R1-1⋅R2+R1-1⋅R2+R101025-1500-30-101]⎡⎢
⎢⎣−1⋅R2+R1−1⋅R2+R1−1⋅R2+R1−1⋅R2+R1−1⋅R2+R1−1⋅R2+R101025−1500−30−101⎤⎥
⎥⎦
R1=-1⋅R2+R1R1=−1⋅R2+R1
Ersetze R1R1 (Zeile 11) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R1=-1⋅R2+R1R1=−1⋅R2+R1.
[(-1)⋅(0)+1(-1)⋅(1)+1(-1)⋅(0)+1(-1)⋅(25)+1(-1)⋅(-15)+0(-1)⋅(0)+001025-1500-30-101]⎡⎢
⎢
⎢⎣(−1)⋅(0)+1(−1)⋅(1)+1(−1)⋅(0)+1(−1)⋅(25)+1(−1)⋅(−15)+0(−1)⋅(0)+001025−1500−30−101⎤⎥
⎥
⎥⎦
R1=-1⋅R2+R1R1=−1⋅R2+R1
Vereinfache R1R1 (Zeile 11).
[1013515001025-1500-30-101]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1500−30−101⎤⎥
⎥⎦
[1013515001025-1500-30-101]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1500−30−101⎤⎥
⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R3=3⋅R2+R3R3=3⋅R2+R3 auf R3R3 (Zeile 33) aus, um einige Elemente in der Zeile in 00 umzuwandeln.
Ersetze R3R3 (Zeile 33) mit der Zeilenoperation R3=3⋅R2+R3R3=3⋅R2+R3, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 00 umzuwandeln.
[1013515001025-1503⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R3]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1503⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R33⋅R2+R3⎤⎥
⎥⎦
R3=3⋅R2+R3R3=3⋅R2+R3
Ersetze R3R3 (Zeile 33) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R3=3⋅R2+R3R3=3⋅R2+R3.
[1013515001025-150(3)⋅(0)+0(3)⋅(1)-3(3)⋅(0)+0(3)⋅(25)-1(3)⋅(-15)+0(3)⋅(0)+1]⎡⎢
⎢
⎢
⎢⎣1013515001025−150(3)⋅(0)+0(3)⋅(1)−3(3)⋅(0)+0(3)⋅(25)−1(3)⋅(−15)+0(3)⋅(0)+1⎤⎥
⎥
⎥
⎥⎦
R3=3⋅R2+R3R3=3⋅R2+R3
Vereinfache R3R3 (Zeile 33).
[1013515001025-15000015-351]⎡⎢
⎢
⎢⎣1013515001025−15000015−351⎤⎥
⎥
⎥⎦
[1013515001025-15000015-351]⎡⎢
⎢
⎢⎣1013515001025−15000015−351⎤⎥
⎥
⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R3=5⋅R3R3=5⋅R3 auf R3R3 (Zeile 33) aus, um einige Elemente in der Zeile in 11 umzuwandeln.
Ersetze R3R3 (Zeile 33) mit der Zeilenoperation R3=5⋅R3R3=5⋅R3, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 11 umzuwandeln.
[1013515001025-1505⋅R35⋅R35⋅R35⋅R35⋅R35⋅R3]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1505⋅R35⋅R35⋅R35⋅R35⋅R35⋅R3⎤⎥
⎥⎦
R3=5⋅R3R3=5⋅R3
Ersetze R3R3 (Zeile 33) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R3=5⋅R3R3=5⋅R3.
[1013515001025-150(5)⋅(0)(5)⋅(0)(5)⋅(0)(5)⋅(15)(5)⋅(-35)(5)⋅(1)]⎡⎢
⎢
⎢
⎢⎣1013515001025−150(5)⋅(0)(5)⋅(0)(5)⋅(0)(5)⋅(15)(5)⋅(−35)(5)⋅(1)⎤⎥
⎥
⎥
⎥⎦
R3=5⋅R3R3=5⋅R3
Vereinfache R3R3 (Zeile 33).
[1013515001025-1500001-35]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1500001−35⎤⎥
⎥⎦
[1013515001025-1500001-35]⎡⎢
⎢⎣1013515001025−1500001−35⎤⎥
⎥⎦
Führe die Zeilenoperation R1=-35R3+R1R1=−35R3+R1 auf R1R1 (Zeile 11) aus, um einige Elemente in der Zeile in 00 umzuwandeln.
Ersetze R1R1 (Zeile 11) mit der Zeilenoperation R1=-35R3+R1R1=−35R3+R1, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 00 umzuwandeln.
[-35R3+R1-35R3+R1-35R3+R1-35R3+R1-35R3+R1-35R3+R101025-1500001-35]⎡⎢
⎢⎣−35R3+R1−35R3+R1−35R3+R1−35R3+R1−35R3+R1−35R3+R101025−1500001−35⎤⎥
⎥⎦
R1=-35R3+R1R1=−35R3+R1
Ersetze R1R1 (Zeile 11) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R1=-35R3+R1R1=−35R3+R1.
[(-35)⋅(0)+1(-35)⋅(0)+0(-35)⋅(0)+1(-35)⋅(1)+35(-35)⋅(-3)+15(-35)⋅(5)+001025-1500001-35]⎡⎢
⎢
⎢⎣(−35)⋅(0)+1(−35)⋅(0)+0(−35)⋅(0)+1(−35)⋅(1)+35(−35)⋅(−3)+15(−35)⋅(5)+001025−1500001−35⎤⎥
⎥
⎥⎦
R1=-35R3+R1
Vereinfache R1 (Zeile 1).
[10102-301025-1500001-35]
[10102-301025-1500001-35]
Führe die Zeilenoperation R2=-25R3+R2 auf R2 (Zeile 2) aus, um einige Elemente in der Zeile in 0 umzuwandeln.
Ersetze R2 (Zeile 2) mit der Zeilenoperation R2=-25R3+R2, um einige Elemente in der Reihe in den gewünschten Wert 0 umzuwandeln.
[10102-3-25R3+R2-25R3+R2-25R3+R2-25R3+R2-25R3+R2-25R3+R20001-35]
R2=-25R3+R2
Ersetze R2 (Zeile 2) durch die tatsächlichen Werte der Elemente für die Zeilenoperation R2=-25R3+R2.
[10102-3(-25)⋅(0)+0(-25)⋅(0)+1(-25)⋅(0)+0(-25)⋅(1)+25(-25)⋅(-3)-15(-25)⋅(5)+00001-35]
R2=-25R3+R2
Vereinfache R2 (Zeile 2).
[10102-301001-20001-35]
[10102-301001-20001-35]
Da die Determinante der Matrix null ist, gibt es keine Inverse.
Keine Inverse
Keine Inverse
Step 3
Da die Matrix keine Inverse hat, kann sie nicht durch Anwendung der inversen Matrix gelöst werden.
Keine Lösung