Inhomogenes Gleichungssystem

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evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
Inhomogenes Gleichungssystem
Hallo zusammen,

ich habe folgende Aufgabe zu lösen.

Löse das lineare Gleichungssystem

x1-x2+x3-x4+x5=1

2x1-x2+3x3+4x5=2

3x1-2x2+2x3+x4+x5=1

x1+x3+2x4+x5=0

Wie groß ist die Dimension des Lösungsraumes des zugehörigen homogenen Systems?

Jetzt meine Frage:
Ist das zugehörige homogene Gleichungssystem das, wenn ich die Gleichungen alle 0 setze?

Das inhomogene Gleichungssystem habe ich versucht zu lösen indem ich die erweiterte Koeffizientenmatrix aufgestellt habe und dann das Gaussche Eliminationsverfahren angewendet habe. Ich habe dann allderings Probleme die Lösung aufzuschreiben.

Kann mir jemand helfen?
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RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Zitat:
Original von evje86
Ist das zugehörige homogene Gleichungssystem das, wenn ich die Gleichungen alle 0 setze?

Ja. Wie sieht denn deine Matrix aus?
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Ich weiß nicht wie ich hier eine Matrix schreiben kann, aber ich habe die Koeffizienten der Gleichungen genommen und diese für jede Gleichung in eine Spalte geschrieben. Die "Ergebnisse" habe ich weg gelassen.
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RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Das ist deine Matrix incl. rechter Seite:



Klicke auf Zitat, dann bekommst du den Code.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
ok, meine Matrix für das homogene Gleichungssystem ist dann:



Auf diese wende ich dann das Gaussche Eliminationsverfahen an.
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RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Ja. Praktischerweise solltest du aber die rechte Seite der Gleichung in der Matrix als Spalte belassen.
 
 
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Aber was ist dann der Unterschied zur Matrix die ich aufstelle für das inhomogene Gleichunssystem?
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Für das inhomogene Gleichunssystem hast du die Matrix, wie ich sie geschrieben habe. Wenn du diese nimmst, brauchst du das Gaussche Eliminationsverfahen nicht zweimal machen.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Ok, ich habe jetzt das Gleichunssystem umgeformt und bin auf dieses gekommen.



Ist es richtig, wenn ich jetzt sagen, dass die Dimension des Lösungsraumes des homogenen Gleichungssystem 2 ist? Das habe ich mit der Dimensionsformel ausgerechnet.

Wie gehe ich jetzt weiter vor um die Lösung des inhomogenen Gleichungssystems zu erhalten?
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RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Zitat:
Original von evje86
Ist es richtig, wenn ich jetzt sagen, dass die Dimension des Lösungsraumes des homogenen Gleichungssystem 2 ist?

Ja. Du hast 2 freie Variablen: x_4 und x_5

Zitat:
Original von evje86
Wie gehe ich jetzt weiter vor um die Lösung des inhomogenen Gleichungssystems zu erhalten?

Erstmal brauchst du eine spezielle Lösung des inhomogenen Gleichungssystems. Setze dazu einfach x_4 = x_5 = 0 und löse auf.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
ok, dann habe ich als spezielle Lösung:

x1=3
x2=1
x3=-1

Diese schreibe ich in einen Vekor, wobei ich für x4, x5 0 schreibe.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Sorry, ich habe mich verrechnet:
x1= -1
x2=-1
x3=1
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
OK. Und jetzt brauchst du noch die allgemeine Lösung des homogenen GLS.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Ja, aber das ist das Problem. Ich weiß nicht genau wie ich diese allgemeine Lösung bekomme. Denn ich muss ja die spezielle Lösung mit der allgemeinen verknüpfen...
Da ja die Dimension des Lösungsraumes 2 ist müsste ich ja eigentlich zwei Vektoren als Lösung erhalten, oder nicht?
Ehrlichgesagt habe ich keine Ahnung und finde auch nichts brauchbares in meine Unterlagen, wie man da genau vorgeht.
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Genau genommen brauchst du 2 linear unabhängige Vektoren, die die Basis für den Lösungsraum des homogenen Systems bilden.

Wie ich schon sagte, sind x_4 und x_5 frei wählbar. Wähle also einmal x_4 = 0 und x_5 = 1 und einmal x_4 = 1 und x_5 = 0. Löse dann jeweils auf.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Ok, das habe ich jetzt gemacht, auch wenn ich nicht genau weiß warum...

meine Ergebnisse sind für
x4=1 und x5=0

x1=1
x2=0
x3=-2
x4=1
x5=0

und für die andere Variante

x1=-3
x2=-3
x3=1
x4=1
x5=0

Was mache ich jetzt aber damit..ich suche ja die Lösung des inhomogenen Systems und nicht die des homogenen. Ich muss doch jetzt noch die spezielle Lösung mir der allgemeinen zusammenbringen.
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Wenn die Lösungen stimmen (habe es nicht nachgerechnet), dann ist deine Lösungsmenge:



EDIT: merke gerade, daß da ein Fehler ist, da bei einem Lösungsvektor die x_5-Komponente = 1 sein muß.
evje86 Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Inhomogenes Gleichungssystem
Danke....
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