Lineare Algebra Beispiele

[\begin{matrix} 1 & 2 & 3 x & y & z \end{matrix}] ⎡ ⎢ ⎣ \begin{matrix} 1 & x 2 & y 3 & z \end{matrix} ⎤ ⎥ ⎦

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 \\ x & y & z \end{array}] [\begin{array}{c} 1 & x \\ 2 & y \\ 3 & z \end{array}]$

Schritt 1

Multipliziere

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 3 \\ x & y & z \end{array}] [\begin{array}{c} 1 & x \\ 2 & y \\ 3 & z \end{array}]$ .

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Schritt 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

$2 \times 3$ and the second matrix is

$3 \times 2$ .

Schritt 1.2

Multipliziere jede Zeile in der ersten Matrix mit jeder Spalte in der zweiten Matrix.

$[\begin{array}{c} 1 \cdot 1 + 2 \cdot 2 + 3 \cdot 3 & 1 x + 2 y + 3 z \\ x \cdot 1 + y \cdot 2 + z \cdot 3 & x \cdot x + y \cdot y + z \cdot z \end{array}]$

Schritt 1.3

Vereinfache jedes Element der Matrix durch Ausmultiplizieren aller Ausdrücke.

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Schritt 1.3.1

Mutltipliziere

$x$ mit

$x$ .

$[\begin{array}{c} 14 & x + 2 y + 3 z \\ x + 2 y + 3 z & x^{2} + y \cdot y + z \cdot z \end{array}]$

Schritt 1.3.2

Mutltipliziere

$y$ mit

$y$ .

$[\begin{array}{c} 14 & x + 2 y + 3 z \\ x + 2 y + 3 z & x^{2} + y^{2} + z \cdot z \end{array}]$

Schritt 1.3.3

Mutltipliziere

$z$ mit

$z$ .

$[\begin{array}{c} 14 & x + 2 y + 3 z \\ x + 2 y + 3 z & x^{2} + y^{2} + z^{2} \end{array}]$

Schritt 2

Die Determinante einer

$2 \times 2$ -Matrix kann mithilfe der Formel

$| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ bestimmt werden.

$14 (x^{2} + y^{2} + z^{2}) - (x + 2 y + 3 z) (x + 2 y + 3 z)$

Schritt 3

Vereinfache die Determinante.

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Schritt 3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - (x + 2 y + 3 z) (x + 2 y + 3 z)$

Schritt 3.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} + (- x - (2 y) - (3 z)) (x + 2 y + 3 z)$

Schritt 3.1.3

Vereinfache.

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Schritt 3.1.3.1

Mutltipliziere

$2$ mit

$- 1$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} + (- x - 2 y - (3 z)) (x + 2 y + 3 z)$

Schritt 3.1.3.2

Mutltipliziere

$3$ mit

$- 1$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} + (- x - 2 y - 3 z) (x + 2 y + 3 z)$

Schritt 3.1.4

Multipliziere

$(- x - 2 y - 3 z) (x + 2 y + 3 z)$ aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x \cdot x - x (2 y) - x (3 z) - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.1.5.1

Multipliziere

$x$ mit

$x$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.1.5.1.1

Bewege

$x$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - (x \cdot x) - x (2 y) - x (3 z) - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.1.2

Mutltipliziere

$x$ mit

$x$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - x (2 y) - x (3 z) - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 1 \cdot 2 x y - x (3 z) - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.3

Mutltipliziere

$- 1$ mit

$2$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - x (3 z) - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.4

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 1 \cdot 3 x z - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.5

Mutltipliziere

$- 1$ mit

$3$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 2 y (2 y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.6

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 2 \cdot 2 y \cdot y - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.7

Multipliziere

$y$ mit

$y$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.1.5.7.1

Bewege

$y$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 2 \cdot 2 (y \cdot y) - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.7.2

Mutltipliziere

$y$ mit

$y$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 2 \cdot 2 y^{2} - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.8

Mutltipliziere

$- 2$ mit

$2$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 2 y (3 z) - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.9

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 2 \cdot 3 y z - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.10

Mutltipliziere

$- 2$ mit

$3$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 3 z (2 y) - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.11

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 3 \cdot 2 z y - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.12

Mutltipliziere

$- 3$ mit

$2$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 3 z (3 z)$

Schritt 3.1.5.13

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 3 \cdot 3 z \cdot z$

Schritt 3.1.5.14

Multipliziere

$z$ mit

$z$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.1.5.14.1

Bewege

$z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 3 \cdot 3 (z \cdot z)$

Schritt 3.1.5.14.2

Mutltipliziere

$z$ mit

$z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 3 \cdot 3 z^{2}$

Schritt 3.1.5.15

Mutltipliziere

$- 3$ mit

$3$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 3 x z - 2 y x - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.6

Subtrahiere

$2 y x$ von

$- 2 x y$ .

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Schritt 3.1.6.1

Bewege

$y$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 2 x y - 2 x y - 3 x z - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.6.2

Subtrahiere

$2 x y$ von

$- 2 x y$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 4 x y - 3 x z - 4 y^{2} - 6 y z - 3 z x - 6 z y - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.7

Subtrahiere

$3 z x$ von

$- 3 x z$ .

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Schritt 3.1.7.1

Bewege

$z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 4 x y - 4 y^{2} - 6 y z - 3 x z - 3 x z - 6 z y - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.7.2

Subtrahiere

$3 x z$ von

$- 3 x z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 4 x y - 4 y^{2} - 6 y z - 6 x z - 6 z y - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.8

Subtrahiere

$6 z y$ von

$- 6 y z$ .

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Schritt 3.1.8.1

Bewege

$z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 4 x y - 4 y^{2} - 6 y z - 6 y z - 6 x z - 9 z^{2}$

Schritt 3.1.8.2

Subtrahiere

$6 y z$ von

$- 6 y z$ .

$14 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - x^{2} - 4 x y - 4 y^{2} - 12 y z - 6 x z - 9 z^{2}$

Schritt 3.2

Subtrahiere

$x^{2}$ von

$14 x^{2}$ .

$13 x^{2} + 14 y^{2} + 14 z^{2} - 4 x y - 4 y^{2} - 12 y z - 6 x z - 9 z^{2}$

Schritt 3.3

Subtrahiere

$4 y^{2}$ von

$14 y^{2}$ .

$13 x^{2} + 10 y^{2} + 14 z^{2} - 4 x y - 12 y z - 6 x z - 9 z^{2}$

Schritt 3.4

Subtrahiere

$9 z^{2}$ von

$14 z^{2}$ .

$13 x^{2} + 10 y^{2} + 5 z^{2} - 4 x y - 12 y z - 6 x z$