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Gaußalgorithmus: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:42 Do 26.08.2004
Autor: boese_zungen

Lösung des Gleichungssystems:

1 XA = 0,4 XA + 0,2 XB + 0,2 XC
1 XB = 0,5 XA + 0,5 XB + 0,2 XC
1 XC = 0,1 XA + 0,3 XB + 0,6 XC

Behauptung des Dozenten:
Wir streichen die erste Gleichung ganz, weil sie uns bei der weiteren Bearbeitung in einem Gaußalgorithmus unangenehm ist. ?
??
Wir müssen aber eine neue 3. Gleichung finden, um eine Lösung des Gleichungssystems zu erhalten, denn 3 Unbekannte sind mit 2 Gleichungen nicht zu lösen, dafür braucht man 3 voneinander unabhängige Gleichungen.

Wir erhalten:
0,5 XA + 0,5 XB – 0,2 XC = 0
0,1 XA – 0,3 XB – 0,4 XC = 0
1 XA + 1 XB + 1 XC = 100% = 1

Hat jemand eine Erklärung für "unangenehm" (s.o.), die ein Mensch der schon 10 JAhre nichts mehr von Mathe gehört hat verstehen könnte? ;o)

Danke schonmal.

Ich habe diese Frage in keinem weiteren Forum gestellt.

        
Bezug
Gaußalgorithmus: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:25 Do 26.08.2004
Autor: Julius

Hallo boese zungen!

[willkommenmr]

Ich gehe davon aus, dass ihr eigentlich neben dem Gleichungssystem

$1 XA = 0,4 XA + 0,2 XB + 0,2 XC$
$1 XB = 0,5 XA + 0,5 XB + 0,2 XC$
$1 XC = 0,1 XA + 0,3 XB + 0,6 XC$

noch die Nebenbedingung

$1 XA + 1 XB + 1 XC = [mm] 100\% [/mm] = 1$

habt. (Macht das vom Kontekt her Sinn? Sind $XA$, $XB$ und $XC$ irgendwelche prozentualen Anteile an etwas, die zusammen addiert "alles" sind (also [mm] $100\%$)?) [/mm]

Insofern, muss ich sagen, war die Erklärung des Dozenten etwas seltsam, was die Reihenfolge in der Argumentation angeht. ;-)

Ihr habt also eigentlich ein Gleichungssystem mit vier Gleichungen und drei Unbekannten:

$1 XA = 0,4 XA + 0,2 XB + 0,2 XC$
$1 XB = 0,5 XA + 0,5 XB + 0,2 XC$
$1 XC = 0,1 XA + 0,3 XB + 0,6 XC$
$1 XA + 1 XB + 1 XC = 1$.

Das ist "unschön", weil es überbestimmt ist (mehr Gleichungen als Unbekannte). Es kann gut sein, dass es keine Lösung hat. Was man nun in der Regel macht, ist folgendes:

Man streicht eine der Gleichungen um auf ein "quadratisches" Gleichungssystem zu erhalten (in diesem Fall ein Gleichungssystem mit $3$ Gleichungen und $3$ Unbekannten).

Dieses versucht man zu lösen, etwa mit dem Gauß-Algorithmus. Hat man eine Lösung erhalten (was nicht immer so sein muss), dann überprüft man, ob die Lösung auch die Gleichung löst, die man vorher gestrichen hat.

Alles klar? :-)

Liebe Grüße
Julius


Bezug
        
Bezug
Gaußalgorithmus: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:53 Do 26.08.2004
Autor: Emily


> Lösung des Gleichungssystems:
>  
> 1 XA = 0,4 XA + 0,2 XB + 0,2 XC
>  1 XB = 0,5 XA + 0,5 XB + 0,2 XC
>  1 XC = 0,1 XA + 0,3 XB + 0,6 XC
>  
> Behauptung des Dozenten:
>  Wir streichen die erste Gleichung ganz, weil sie uns bei
> der weiteren Bearbeitung in einem Gaußalgorithmus
> unangenehm ist. ?
>  

Hallo!


Was  ist eine "unangenehme" Gleichung???


>  Wir müssen aber eine neue 3. Gleichung finden, um eine

> Lösung des Gleichungssystems zu erhalten, denn 3 Unbekannte
> sind mit 2 Gleichungen nicht zu lösen, dafür braucht man 3
> voneinander unabhängige Gleichungen.
>  
> Wir erhalten:
>  0,5 XA + 0,5 XB – 0,2 XC = 0
>  0,1 XA – 0,3 XB – 0,4 XC = 0
>  1 XA + 1 XB + 1 XC = 100% = 1

Woher kommt die "neue Gleichung"? sind das etwa Wahrscheinlichkeiten?


a.)

Ich rechne ohne die "neue Gleichung", aber mit der 1.


1.)[mm]x_a=x_b=x_c= 0 [/mm] ist die "triviale Lösung".


2.) Ist die "triviale Lösung" einzige Lösung?.


[mm]x_a=0.4*x_a+0,2*x_b+0,2*x_c [/mm]

[mm]x_b=0.5*x_a+0,5*x_b+0,2*x_c [/mm]

[mm]x_c=0.1*x_a+0,3*x_b+0,6*x_c [/mm]


Zur weiteren Bearbeitung mit dem Gaußalgorithmus:



[mm]x_a=0.4*x_a+0,2*x_b+0,2*x_c [/mm]
[mm]x_b=0.5*x_a+0,5*x_b+0,2*x_c [/mm]
[mm]x_c=0.1*x_a+0,3*x_b+0,6*x_c [/mm]


[mm] \gdw[/mm]

[mm]0.6*x_a-0,2*x_b-0,2*x_c =0[/mm]
[mm]0.5*x_a-0,5*x_b+0,2*x_c =0[/mm]
[mm]0.1*x_a+0,3*x_b-0,4*x_c=0 [/mm]


[mm] \gdw[/mm]



[mm]0.6-0,2-0,2[/mm]
[mm]0.5-0,5+0,2 [/mm]
[mm]0.1+0,3-0,4 [/mm]


[mm] \gdw[/mm]


[mm]1 +3 - 4 [/mm]
[mm]3 - 1 - 1[/mm]
[mm]1 - 1+0,4[/mm]



[mm] \gdw[/mm]


[mm]1 +3 - 4[/mm]
[mm]0 -10 +11[/mm]
[mm]0 - 4 + 4,4[/mm]




[mm] \gdw[/mm]


[mm]1 +3 - 4[/mm]
[mm]0 -10 +11[/mm]
[mm]0 +0 + 0[/mm]

[mm] \gdw[/mm]

LGS nicht eindeutig lösbar:

[mm] x_c=\lambda[/mm]

[mm] -10*x_b+11*\lambda=0[/mm]


[mm] x_a+3*x_b-4*\lambda=0[/mm]

Liebe Grüße


Emily





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