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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Lösung von Gleichungssystem
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Lösung von Gleichungssystem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 00:57 Sa 06.09.2008
Autor: jack0

Aufgabe
Seien [mm] A_{\alpha} \in \IR^{3x3} [/mm]  und [mm] \vec{b_{1}}, \vec{b_{2}} [/mm] gegeben durch
[mm] A_{\alpha} [/mm] = [mm] \pmat{ 1 & 0 & 2 \\ 1 & 3 & 4 \\ 0 & 0 & \alpha } \vec{b_{1}} [/mm] = [mm] \pmat{ -5 \\ 3 \\ 0} [/mm]  , [mm] \vec{b_{2}} [/mm] = [mm] \pmat{ 0 \\ 0 \\ 1} [/mm]
(a) Sei [mm] \vec{b} [/mm] = [mm] \vec{b_{1}} \times \vec{b_{2}}. [/mm] Stellen Sie fest, für welche [mm] \alpha \in \IR [/mm] das Gleichungssystem [mm] A\vec{x} [/mm] = [mm] \vec{b} [/mm] genau eine, unendlich viele bzw. gar keine Lösung besitzt.
(b) Sei nun [mm] \vec{b} [/mm] = [mm] (3,5,0)^T [/mm] und [mm] \alpha [/mm] = 0. Bestimmen Sie die Lösungsmenge des Gleichungssystems [mm] A_{0} \vec{x} [/mm] = [mm] \vec{b}. [/mm]
(c) Welche Dimension besitzt der Kern der Matrix [mm] A_{0}? [/mm] Geben Sie eine Basis des Kernes an.

Hallo,
zu dieser Aufgabe habe ich zwei Fragen
1. Bei Aufgabenteil a, dieses [mm] \vec{b} [/mm] = [mm] \vec{b_{1}} \times \vec{b_{2}} [/mm] weiß ich nicht so recht zuzordnen. Zuerst hab ich gedacht Multiplikation aber das geht wohl schlecht.

2. Im Aufgabenteil c. Ich habe den Kern berechnet. Bei mir kommt folgendes heraus. Was ist denn jetzt aber eine Basis des Kerns und wie berechen ich sie?
Kern [mm] A_{0} [/mm] = t [mm] \vektor{-2 \\ -2/3 \\ 1} [/mm]

        
Bezug
Lösung von Gleichungssystem: zu 1)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 01:08 Sa 06.09.2008
Autor: Bastiane

Hallo jack0!

> Seien [mm]A_{\alpha} \in \IR^{3x3}[/mm]  und [mm]\vec{b_{1}}, \vec{b_{2}}[/mm]
> gegeben durch
>  [mm]A_{\alpha}[/mm] = [mm]\pmat{ 1 & 0 & 2 \\ 1 & 3 & 4 \\ 0 & 0 & \alpha } \vec{b_{1}}[/mm]
> = [mm]\pmat{ -5 \\ 3 \\ 0}[/mm]  , [mm]\vec{b_{2}}[/mm] = [mm]\pmat{ 0 \\ 0 \\ 1}[/mm]
>  
> (a) Sei [mm]\vec{b}[/mm] = [mm]\vec{b_{1}} \times \vec{b_{2}}.[/mm] Stellen
> Sie fest, für welche [mm]\alpha \in \IR[/mm] das Gleichungssystem
> [mm]A\vec{x}[/mm] = [mm]\vec{b}[/mm] genau eine, unendlich viele bzw. gar
> keine Lösung besitzt.
>  (b) Sei nun [mm]\vec{b}[/mm] = [mm](3,5,0)^T[/mm] und [mm]\alpha[/mm] = 0. Bestimmen
> Sie die Lösungsmenge des Gleichungssystems [mm]A_{0} \vec{x}[/mm] =
> [mm]\vec{b}.[/mm]
>  (c) Welche Dimension besitzt der Kern der Matrix [mm]A_{0}?[/mm]
> Geben Sie eine Basis des Kernes an.
>  Hallo,
>  zu dieser Aufgabe habe ich zwei Fragen
>  1. Bei Aufgabenteil a, dieses [mm]\vec{b}[/mm] = [mm]\vec{b_{1}} \times \vec{b_{2}}[/mm]
> weiß ich nicht so recht zuzordnen. Zuerst hab ich gedacht
> Multiplikation aber das geht wohl schlecht.

Doch, ich denke schon, dass das Multiplikation sein soll, und zwar Vektormultiplikation (im Gegensatz zu Skalarmultiplikation). Meist nennt man das einfach MBVektorprodukt.

Viele Grüße
Bastiane
[cap]

Bezug
        
Bezug
Lösung von Gleichungssystem: zu (c)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 01:45 Sa 06.09.2008
Autor: schachuzipus

Hallo jack0,

> Seien [mm]A_{\alpha} \in \IR^{3x3}[/mm]  und [mm]\vec{b_{1}}, \vec{b_{2}}[/mm]
> gegeben durch
>  [mm]A_{\alpha}[/mm] = [mm]\pmat{ 1 & 0 & 2 \\ 1 & 3 & 4 \\ 0 & 0 & \alpha } \vec{b_{1}}[/mm]
> = [mm]\pmat{ -5 \\ 3 \\ 0}[/mm]  , [mm]\vec{b_{2}}[/mm] = [mm]\pmat{ 0 \\ 0 \\ 1}[/mm]
>  

>  (c) Welche Dimension besitzt der Kern der Matrix [mm]A_{0}?[/mm]
> Geben Sie eine Basis des Kernes an.

>  Hallo,
>  zu dieser Aufgabe habe ich zwei Fragen
>  1. Bei Aufgabenteil a, dieses [mm]\vec{b}[/mm] = [mm]\vec{b_{1}} \times \vec{b_{2}}[/mm]
> weiß ich nicht so recht zuzordnen. Zuerst hab ich gedacht
> Multiplikation aber das geht wohl schlecht.
>  
> 2. Im Aufgabenteil c. Ich habe den Kern berechnet. Bei mir
> kommt folgendes heraus. Was ist denn jetzt aber eine Basis
> des Kerns und wie berechen ich sie?
>  Kern [mm]A_{0}[/mm]Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)

= $\red{\left\{t\vektor{-2 \\ -2/3 \\ 1}\mid t\in\IR\right\}}$  

[daumenhoch]

na, das stimmt doch. Mit deiner Lösung ist $dim(Kern(A))=1$ und eine Basis ist $\vektor{-2 \\ -2/3 \\ 1}$

Dein ausgerechneter Kern besteht ja aus allen Vielfachen dieses Vektors.

Wenn du den Bruch loswerden willst, kannst du $t=3$ setzen und ${\vektor{-6 \\ -2 \\ 3}$ als Basis nehmen ...

Gruß

schachuzipus


Bezug
                
Bezug
Lösung von Gleichungssystem: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:15 Sa 06.09.2008
Autor: jack0

Ok, vielen Dank ihr beiden, habt mir wirklich sehr geholfen!

Bezug
        
Bezug
Lösung von Gleichungssystem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:44 Sa 06.09.2008
Autor: jack0

Ich habe jetzt mal [mm] \vec{b} [/mm] ausgerechnet und wollte das Gleichungssystem von Aufgabenteil a lösen. Für [mm] \vec{b} [/mm] hab ich [mm] \pmat{ 3 \\ 5 \\ 0 }. [/mm] Ich hab dann Ax=b ein bisschen umgeformt und komm auf das da
[mm] \pmat{ 1 & -3 & 0 \\ 0 & 3 & 2 \\ 0 & 0 & \alpha } [/mm] = [mm] \pmat{ 1 \\ 2 \\ 0}. [/mm]
Wenn ich mir das dann genauer betrachte komme ich darauf, dass wenn
[mm] \alpha [/mm] = 0 => unendlich viele Lösungen
[mm] \alpha \not= [/mm] 0   => genau eine Lösung (weil dann ja [mm] x_{3}=0 [/mm] sein muss

Ist das so richtig und gibt es auch noch ein [mm] \alpha [/mm] für welches es gar keine Lösung besitzt?

Bezug
                
Bezug
Lösung von Gleichungssystem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:01 Sa 06.09.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Ich habe jetzt mal [mm]\vec{b}[/mm] ausgerechnet und wollte das
> Gleichungssystem von Aufgabenteil a lösen. Für [mm]\vec{b}[/mm] hab
> ich [mm]\pmat{ 3 \\ 5 \\ 0 }. [/mm] [ok]  Ich hab dann Ax=b ein bisschen
> umgeformt und komm auf das da
>  [mm] $\pmat{ 1 & -3 & 0&|&1 \\ 0 & 3 & 2&|&2 \\ 0 & 0 & \alpha &|&0}$ [/mm] [ok]
>  Wenn ich mir das dann genauer
> betrachte komme ich darauf, dass wenn
>  [mm]\alpha[/mm] = 0 => unendlich viele Lösungen [ok]

>  [mm]\alpha \not=[/mm] 0   => genau eine Lösung (weil dann ja

> [mm]x_{3}=0[/mm] sein muss [ok]

Gib mal die entsprechenden Lösungen explizit an ...

>  
> Ist das so richtig [ok] und gibt es auch noch ein [mm]\alpha[/mm] für
> welches es gar keine Lösung besitzt?

Überlege mal selbst, du hast was herausgefunden für [mm] $\alpha=0$ [/mm] und für [mm] $\alpha\neq [/mm] 0$

Ich denke, damit hast du alle [mm] $\alpha$ [/mm] abgegrast, oder?  ;-)

LG

schachuzipus

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