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Mathe

8. Dez. 2025

448

6 Seiten

Einführung in die Lineare Algebra

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Phillis Conrads @phillisconrads

Lineare Algebra ist ein super wichtiges Thema in der Oberstufe - und keine Sorge, es ist machbarer als... Mehr anzeigen

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

Arten von Matrizen und Vektoren

Matrizen sind eigentlich nur rechteckige Zahlenanordnungen - stell dir eine Tabelle vor! Es gibt verschiedene Typen, die du unbedingt kennen solltest.

Die Nullmatrix besteht nur aus Nullen, während bei der transponierten Matrix einfach Zeilen und Spalten vertauscht werden. Eine quadratische Matrix hat gleich viele Zeilen wie Spalten - das ist wichtig für viele Rechnungen.

Bei Dreiecksmatrizen sind alle Elemente oberhalb oder unterhalb der Hauptdiagonale null. Die Diagonalmatrix geht noch weiter nur auf der Diagonale stehen Zahlen, der Rest ist null. Die Einheitsmatrix ist eine spezielle Diagonalmatrix mit lauter Einsen auf der Diagonale.

Vektoren sind eigentlich nur Matrizen mit einer Zeile oder Spalte. Du unterscheidest zwischen Spalten- und Zeilenvektoren, und kannst sie durch Transponieren ineinander umwandeln.

Merktipp Zwei Matrizen sind nur gleich, wenn sie den gleichen Typ (m×n) haben UND alle Elemente identisch sind!

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

Grundlagen der Matrizenrechnung

Matrizen begegnen dir überall im Alltag - zum Beispiel bei Verkaufszahlen verschiedener Artikel an mehreren Ständen. Jede Position in der Matrix hat einen Zeilenindex i und Spaltenindex j, geschrieben als aᵢⱼ.

Addition und Subtraktion funktionieren super einfach Du rechnest jedes Element einzeln. Aber Achtung - das geht nur bei gleichen Formaten! Eine 3×2-Matrix kannst du nicht mit einer 2×3-Matrix addieren.

Die wichtigsten Rechenregeln sind A + B = B + A (kommutativ), A + 0 = A (neutrales Element) und A+BA + B + C = A + B+CB + C (assoziativ). Bei der Skalar-Multiplikation multiplizierst du einfach jedes Element mit der Zahl.

Eine wichtige Sache Matrizen können nicht dividiert werden! Du kannst sie addieren, subtrahieren und multiplizieren - das war's.

Praxis-Tipp Nutze den Taschenrechner für größere Matrizen - das spart Zeit in Klausuren!

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

Matrizenmultiplikation und Verflechtungsmatrizen

Die Matrizenmultiplikation ist trickreicher als Addition - hier multiplizierst du Zeile mal Spalte nach dem Falk-Schema. Wichtig A×B ≠ B×A! Die Reihenfolge zählt.

Achtung bei den Dimensionen Du kannst A(m×n) × B(n×p) nur multiplizieren, wenn die Spaltenanzahl von A gleich der Zeilenanzahl von B ist. Das Ergebnis wird dann eine (m×p)-Matrix.

In der Wirtschaft sind Verflechtungsmatrizen mega praktisch. Du hast Rohstoff-Zwischenprodukt-Matrizen (A), Zwischenprodukt-Endprodukt-Matrizen (B) und Rohstoff-Endprodukt-Matrizen (C). Mit Produktionsvektoren (PE, PZ) rechnest du aus, was du brauchst.

Kostenvektoren (kR, kZ, kE) helfen dir, die Kosten zu berechnen. Merke dir Produktionsvektoren werden von rechts multipliziert, Kostenvektoren von links!

Klausur-Tipp Bei Verflechtungsaufgaben immer erst die Dimensionen checken - das verhindert Fehler!

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

Variable Kosten und Unbekannte bestimmen

Variable Kosten bestehen aus Rohstoffkosten plus Fertigungskosten K = Kv + kfix. Der Gewinn errechnet sich als G = E - K, wobei E die Erlöse sind.

Um Gesamtkosten zu berechnen, nutzt du Kv = kR × C × PE + kZ × B × PE + kE × PE. Das sieht kompliziert aus, ist aber nur die Summe aller variablen Kosten für deine gewünschte Produktionsmenge.

Erlöse berechnest du einfach als Preis mal Menge E = Preisvektor × PE. Den Preisvektor bekommst du meist in der Aufgabe gegeben.

Wenn Unbekannte in Matrizen gegeben sind, setzt du die bekannten Werte ein und löst die entstehenden Gleichungen. Nutze logisches Denken und den Taschenrechner EQUA/SIMLModusEQUA/SIML-Modus für komplexere Systeme.

Erfolgs-Strategie Arbeite systematisch - erst alle bekannten Werte einsetzen, dann Schritt für Schritt die Unbekannten berechnen!

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

Rohstoffkostenberechnung - zwei Wege zum Ziel

Es gibt zwei clevere Methoden, um Rohstoffkosten zu berechnen - beide führen zum gleichen Ergebnis, aber der Rechenweg ist anders.

Methode 1 Zuerst berechnest du die Rohstoffkosten für 1 ME Endprodukt ke=kR×Cke = kR × C, dann multiplizierst du mit der gewünschten Produktionsmenge ke×PE=Gesamtkostenke × PE = Gesamtkosten.

Methode 2 Du berechnest erst den gesamten Rohstoffbedarf (C × PE), dann multiplizierst du mit dem Rohstoffkostenvektor kR×Rohstoffbedarf=GesamtkostenkR × Rohstoffbedarf = Gesamtkosten.

Vier wichtige Fragetypen kommen immer wieder vor Verkaufsprognosen (Matrix × Faktor), Rohstoffbedarf (A × PE), Rohstoffkosten für Zwischenprodukte (kR × A) und benötigte Zwischenprodukte (B × PE).

Bei allen Berechnungen achte auf die richtige Reihenfolge der Multiplikation und die Dimensionen der Matrizen!

Prüfungs-Hack Beide Methoden beherrschen lohnt sich - manchmal ist eine einfacher als die andere!

# Lineare Algebra - Arten von Matrizen und Vektoren

*   Nullmatrix: Alle Elemente der Matrix sind null.

*   Tranzponierte Matrix: Die Zeil

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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

Wo kann ich mir die Knowunity-App herunterladen?

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Arten von Matrizen und Vektoren

Matrizen sind eigentlich nur rechteckige Zahlenanordnungen - stell dir eine Tabelle vor! Es gibt verschiedene Typen, die du unbedingt kennen solltest.

Die Nullmatrix besteht nur aus Nullen, während bei der transponierten Matrix einfach Zeilen und Spalten vertauscht werden. Eine quadratische Matrix hat gleich viele Zeilen wie Spalten - das ist wichtig für viele Rechnungen.

Bei Dreiecksmatrizen sind alle Elemente oberhalb oder unterhalb der Hauptdiagonale null. Die Diagonalmatrix geht noch weiter: nur auf der Diagonale stehen Zahlen, der Rest ist null. Die Einheitsmatrix ist eine spezielle Diagonalmatrix mit lauter Einsen auf der Diagonale.

Vektoren sind eigentlich nur Matrizen mit einer Zeile oder Spalte. Du unterscheidest zwischen Spalten- und Zeilenvektoren, und kannst sie durch Transponieren ineinander umwandeln.

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Grundlagen der Matrizenrechnung

Matrizen begegnen dir überall im Alltag - zum Beispiel bei Verkaufszahlen verschiedener Artikel an mehreren Ständen. Jede Position in der Matrix hat einen Zeilenindex i und Spaltenindex j, geschrieben als aᵢⱼ.

Addition und Subtraktion funktionieren super einfach: Du rechnest jedes Element einzeln. Aber Achtung - das geht nur bei gleichen Formaten! Eine 3×2-Matrix kannst du nicht mit einer 2×3-Matrix addieren.

Die wichtigsten Rechenregeln sind: A + B = B + A (kommutativ), A + 0 = A (neutrales Element) und A+BA + B + C = A + B+CB + C (assoziativ). Bei der Skalar-Multiplikation multiplizierst du einfach jedes Element mit der Zahl.

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Matrizenmultiplikation und Verflechtungsmatrizen

Die Matrizenmultiplikation ist trickreicher als Addition - hier multiplizierst du Zeile mal Spalte nach dem Falk-Schema. Wichtig: A×B ≠ B×A! Die Reihenfolge zählt.

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Variable Kosten und Unbekannte bestimmen

Variable Kosten bestehen aus Rohstoffkosten plus Fertigungskosten: K = Kv + kfix. Der Gewinn errechnet sich als G = E - K, wobei E die Erlöse sind.

Um Gesamtkosten zu berechnen, nutzt du: Kv = kR × C × PE + kZ × B × PE + kE × PE. Das sieht kompliziert aus, ist aber nur die Summe aller variablen Kosten für deine gewünschte Produktionsmenge.

Erlöse berechnest du einfach als Preis mal Menge: E = Preisvektor × PE. Den Preisvektor bekommst du meist in der Aufgabe gegeben.

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Rohstoffkostenberechnung - zwei Wege zum Ziel

Es gibt zwei clevere Methoden, um Rohstoffkosten zu berechnen - beide führen zum gleichen Ergebnis, aber der Rechenweg ist anders.

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Vier wichtige Fragetypen kommen immer wieder vor: Verkaufsprognosen (Matrix × Faktor), Rohstoffbedarf (A × PE), Rohstoffkosten für Zwischenprodukte (kR × A) und benötigte Zwischenprodukte (B × PE).

Bei allen Berechnungen achte auf die richtige Reihenfolge der Multiplikation und die Dimensionen der Matrizen!

Prüfungs-Hack: Beide Methoden beherrschen lohnt sich - manchmal ist eine einfacher als die andere!

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Wo kann ich mir die Knowunity-App herunterladen?

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Ist Knowunity wirklich kostenlos?

Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user