Gaußscher Algorithmus

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Gaußscher Algorithmus
Der Gaußsche Algorithmus dient der Lösung linearer Gleichungssysteme. Mit seiner Hilfe wird durch schrittweises Eliminieren von Unbekannten aus einem gegeben System ein System in gestaffelter Form erzeugt, aus dem Rückwärts rechnend die unbekannten bestimmt werden können. erlaubt sind dabei sog. elementare Umformungen:

-das Vertauschen zweier Gleichungen
-die Multiplikationen einer Gleichung mit einer von Null verschiedenen Zahl und
-die Addition einer so multiplizierten Gleichung zu einer anderen Gleichung.

Gegeben ist das lineare Gleichungssystem

2x1 + 4x2 + 6x3 + 2x4 = 14
_x1 - x2 + x3 - x4 = 10
4x1 + 2x2 +14x3 + 2x4 = -4
2x1 + 7x2 +10x3 - x4 = 4
aus dem die Unbekannten x1 bis x4 zu bestimmen sind.
Lösung:
Zunächst soll mit Hilfe der ersten gleichung, der sog. Eliminationsgleichung, aus der zweiten, dritten und vierten Gleichung die Unbekannte x1 eliminiert werden. Dazu ist die Eliminationsgleichung nacheinander mit den mit den Faktoren -(1/2), -2, und -1 zu multiplizieren und anschließend zu den übrigen Gleichungen zu addieren. danach werden in gleicher Weise die Unbekannten x2 und x3 schrittweise eliminiert.

2x1_+_4x2_+_6x3_+_2x4_=__14 (-1/2)(-2)(-1)
1x1_-_1x2_+_1x3_+_1x4_=__10
4x1_+_2x2_+14x3_+_2x4_=__-4
2x1_+_7x2_+10x3_-_1x4_=___4
____-_3x2_-_2x3_-_2x4_=___3 (-2)(1)
____-_6x2_+_2x3_-_2x4_=_-32
______3x2_+_4x3_-_3x4_=_-10
____________6x3_+_2x4_=_-38 (-1/3)
____________2x3_-_5x4_=__-7
______________-17/3x4_=__17/3
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