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Der Gauß-Algorithmus ist eine effektive Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme. Er verwendet die Matrix-Schreibweise und das Additionsverfahren, um Schritt für Schritt die Lösungsmenge zu bestimmen. Dabei werden auch überbestimmte und unterbestimmte Systeme behandelt. Für Anwendungsaufgaben wird eine vierstufige Strategie vorgestellt.
18.11.2020
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Lineare Gleichungssysteme können in verschiedenen Formen auftreten, darunter überbestimmte und unterbestimmte Systeme.
Definition:
- Unterbestimmte Systeme haben weniger Gleichungen als Variablen.
- Überbestimmte Systeme haben mehr Gleichungen als Variablen.
Bei unterbestimmten Systemen kann es unendlich viele Lösungen geben. In diesem Fall wird die Lösungsmenge durch Parametrisierung bestimmt.
Beispiel: Für das System 2x + y - 4z = 1 wird die Lösungsmenge {(1+C, -1+2C, C) | C ∈ ℝ} hergeleitet.
Highlight: Eine Nullzeile in der umgeformten Matrix deutet auf unendlich viele Lösungen hin.
Der Gauß-Algorithmus kann auch bei über- und unterbestimmten Systemen angewendet werden, erfordert aber besondere Aufmerksamkeit bei der Interpretation der Ergebnisse.
Für Anwendungsaufgaben mit linearen Gleichungssystemen wird eine vierstufige Strategie empfohlen:
Zielsetzung identifizieren: Bestimmen, was genau berechnet werden soll.
Variablen definieren: Festlegen und notieren, wofür die Variablen stehen.
Highlight: Aussagekräftige Variablennamen wie e für Eier und m für Mehl sind hilfreich.
Vocabulary: Normalform - Die Standarddarstellung eines linearen Gleichungssystems, bei der alle Terme auf einer Seite und die Konstante auf der anderen Seite stehen.
Highlight: Auch wenn nur das Aufstellen des LGS verlangt wird, ist die Normalform erforderlich.
Diese Strategie hilft, komplexe Anwendungsaufgaben strukturiert anzugehen und lineare Gleichungssysteme effektiv zu nutzen.
Der Gauß-Algorithmus ist eine systematische Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme. Er verwendet die Matrix-Schreibweise und das Additionsverfahren, um die Lösungsmenge schrittweise zu ermitteln.
Definition: Der Gauß-Algorithmus ist ein Verfahren zur Lösung linearer Gleichungssysteme durch schrittweise Umformung der Koeffizientenmatrix.
Der Prozess umfasst folgende Schritte:
Beispiel: Für das System 3x + 3y + 2z = 5, 2x + 4y + 3z = 4, -5x + 2y + 4z = -9 wird die Lösung x = 1, y = 2, z = -2 schrittweise hergeleitet.
Highlight: Die Matrix-Schreibweise ermöglicht eine übersichtliche Darstellung und effiziente Bearbeitung des Gleichungssystems.
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Definition:
- Unterbestimmte Systeme haben weniger Gleichungen als Variablen.
- Überbestimmte Systeme haben mehr Gleichungen als Variablen.
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Beispiel: Für das System 2x + y - 4z = 1 wird die Lösungsmenge {(1+C, -1+2C, C) | C ∈ ℝ} hergeleitet.
Highlight: Eine Nullzeile in der umgeformten Matrix deutet auf unendlich viele Lösungen hin.
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Vocabulary: Normalform - Die Standarddarstellung eines linearen Gleichungssystems, bei der alle Terme auf einer Seite und die Konstante auf der anderen Seite stehen.
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Der Gauß-Algorithmus ist eine systematische Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme. Er verwendet die Matrix-Schreibweise und das Additionsverfahren, um die Lösungsmenge schrittweise zu ermitteln.
Definition: Der Gauß-Algorithmus ist ein Verfahren zur Lösung linearer Gleichungssysteme durch schrittweise Umformung der Koeffizientenmatrix.
Der Prozess umfasst folgende Schritte:
Beispiel: Für das System 3x + 3y + 2z = 5, 2x + 4y + 3z = 4, -5x + 2y + 4z = -9 wird die Lösung x = 1, y = 2, z = -2 schrittweise hergeleitet.
Highlight: Die Matrix-Schreibweise ermöglicht eine übersichtliche Darstellung und effiziente Bearbeitung des Gleichungssystems.
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