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Gauß-Verfahren leicht erklärt: Übungen, Beispiele und Lösungen für Lineare Gleichungssysteme

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Viktoria

13.6.2023

Mathe

Vektoren, lineare Gleichungssysteme und Geraden

Gauß-Verfahren leicht erklärt: Übungen, Beispiele und Lösungen für Lineare Gleichungssysteme

The linear equation systems and Gaussian elimination method explained in detail, focusing on solving systems with multiple variables and understanding vector operations.

  • The document covers the Gauß-Algorithmus and its application in solving linear equation systems
  • Key topics include under-determined and over-determined systems (unterbestimmtes Gleichungssystem)
  • Comprehensive coverage of vector operations including addition, scalar multiplication, and dot products
  • Detailed explanations of geometric applications including triangle areas and line equations
  • Special focus on solving systems with unendlich viele Lösungen (infinite solutions) and empty solution sets
...

13.6.2023

11394


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
<h2 id="lgslsen">LGS lö

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Unter- und überbestimmte lineare Gleichungssysteme

Diese Seite behandelt spezielle Fälle von linearen Gleichungssystemen: unterbestimmte und überbestimmte Systeme.

Definition: Ein unterbestimmtes Gleichungssystem hat weniger Gleichungen als Variablen und führt oft zu unendlich vielen Lösungen.

Bei unterbestimmten Systemen wird typischerweise eine Variable durch einen Parameter ersetzt, um die Lösungsmenge zu beschreiben.

Definition: Ein überbestimmtes Gleichungssystem hat mehr Gleichungen als Variablen und kann entweder keine oder genau eine Lösung haben.

Für überbestimmte Systeme wendet man den Gauß-Algorithmus an und überprüft anschließend, ob die gefundene Lösung alle Gleichungen erfüllt.

Highlight: Die Analyse unter- und überbestimmter Systeme ist wichtig für das Verständnis der Lösbarkeit und der Natur der Lösungsmengen in praktischen Anwendungen.

Diese Konzepte sind besonders relevant für Studierende, die sich mit komplexeren Anwendungen des Gauß-Verfahrens beschäftigen.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Vektoren und ihre Eigenschaften

Diese Seite führt in die Grundlagen der Vektorrechnung ein, die eng mit der Lösung linearer Gleichungssysteme verbunden ist.

Definition: Ein Vektor ist eine gerichtete Größe, die durch ihre Länge und Richtung charakterisiert wird.

Die Seite erklärt:

  • Spaltenvektoren in der Ebene und im Raum
  • Ortsvektoren und ihre Bedeutung
  • Spiegelung von Punkten mithilfe von Vektoren
  • Berechnung des Betrags La¨ngeLänge eines Vektors

Beispiel: Der Betrag eines Vektors a = a1,a2,a3a₁, a₂, a₃ im Raum wird berechnet durch |a| = √a12+a22+a32a₁² + a₂² + a₃².

Highlight: Vektoren spielen eine zentrale Rolle in der linearen Algebra und sind fundamental für das Verständnis von Lösungen linearer Gleichungssysteme.

Die Darstellung von Vektoren und ihre geometrische Interpretation helfen, abstrakte algebraische Konzepte anschaulich zu machen.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Rechnen mit Vektoren

Diese Seite behandelt grundlegende Operationen mit Vektoren, die für die Anwendung des Gauß-Verfahrens und die Interpretation von Lösungen wichtig sind.

Folgende Operationen werden erklärt:

  1. Addition von Vektoren Rechnerische Methode Zeichnerische Methoden: Dreiecksregel und Parallelogrammregel
  2. Subtraktion von Vektoren Konzept des Gegenvektors Geometrische Interpretation der Subtraktion
  3. Nullvektor und seine Eigenschaften

Definition: Der Nullvektor ist der einzige Vektor, der bei Addition zu jedem anderen Vektor diesen nicht verändert.

Beispiel: Die Addition zweier Vektoren a = 2,32, 3 und b = 1,11, -1 ergibt a + b = 3,23, 2.

Highlight: Die geometrische Interpretation von Vektoroperationen hilft, komplexe algebraische Zusammenhänge in linearen Gleichungssystemen zu verstehen.

Diese Grundlagen der Vektorrechnung sind essentiell für das tiefere Verständnis des Gauß-Algorithmus und seiner Anwendungen.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Skalar-Multiplikation von Vektoren

Diese Seite führt das Konzept der Skalar-Multiplikation von Vektoren ein, eine wichtige Operation in der linearen Algebra und bei der Anwendung des Gauß-Verfahrens.

Definition: Die Skalar-Multiplikation ist die Multiplikation eines Vektors mit einer reellen Zahl SkalarSkalar, bei der jede Komponente des Vektors mit dieser Zahl multipliziert wird.

Die Seite erklärt:

  • Die geometrische Interpretation der Skalar-Multiplikation
  • Die algebraische Durchführung in der Ebene und im Raum
  • Wichtige Eigenschaften der Skalar-Multiplikation

Beispiel: Für einen Vektor a = 2,32, 3 und einen Skalar s = 2 ergibt sich: 2a = 4,64, 6

Highlight: Die Skalar-Multiplikation ist fundamental für die Skalierung und Richtungsänderung von Vektoren, was bei der Lösung linearer Gleichungssysteme oft angewendet wird.

Die Seite betont auch die Verbindung zwischen der Addition von Vektoren und ihrer Skalar-Multiplikation, was für das Verständnis komplexerer Operationen in der linearen Algebra wichtig ist.

Diese Konzepte sind entscheidend für Studierende, die sich mit fortgeschrittenen Anwendungen des Gauß-Algorithmus und der Analyse linearer Gleichungssysteme beschäftigen.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Scalar Multiplication

Explores the multiplication of vectors by scalars.

Definition: Scalar multiplication involves multiplying each component of a vector by a real number.

Example: Demonstrates properties of scalar multiplication including distributive and associative laws.

Highlight: Includes important vector scaling properties and their geometric interpretations.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Coplanar Vectors and Dot Product

Discusses vectors lying in the same plane and their relationships.

Definition: Coplanar vectors can be represented as linear combinations of other vectors in the same plane.

Example: Shows calculation of dot products and their geometric interpretation.

Highlight: Emphasizes the relationship between dot products and vector angles.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Triangle Area and Orthogonal Vectors

Covers geometric applications of vector operations.

Definition: Orthogonal vectors are perpendicular vectors with a dot product of zero.

Example: Demonstrates calculation of triangle areas using vector methods.

Highlight: Links vector operations to practical geometric problems.

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Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Mathe

11.394

13. Juni 2023

8 Seiten

Gauß-Verfahren leicht erklärt: Übungen, Beispiele und Lösungen für Lineare Gleichungssysteme

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Viktoria

@vikibassermann

The linear equation systems and Gaussian elimination method explained in detail, focusing on solving systems with multiple variables and understanding vector operations.

  • The document covers the Gauß-Algorithmus and its application in solving linear equation systems
  • Key topics include under-determined and... Mehr anzeigen


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Unter- und überbestimmte lineare Gleichungssysteme

Diese Seite behandelt spezielle Fälle von linearen Gleichungssystemen: unterbestimmte und überbestimmte Systeme.

Definition: Ein unterbestimmtes Gleichungssystem hat weniger Gleichungen als Variablen und führt oft zu unendlich vielen Lösungen.

Bei unterbestimmten Systemen wird typischerweise eine Variable durch einen Parameter ersetzt, um die Lösungsmenge zu beschreiben.

Definition: Ein überbestimmtes Gleichungssystem hat mehr Gleichungen als Variablen und kann entweder keine oder genau eine Lösung haben.

Für überbestimmte Systeme wendet man den Gauß-Algorithmus an und überprüft anschließend, ob die gefundene Lösung alle Gleichungen erfüllt.

Highlight: Die Analyse unter- und überbestimmter Systeme ist wichtig für das Verständnis der Lösbarkeit und der Natur der Lösungsmengen in praktischen Anwendungen.

Diese Konzepte sind besonders relevant für Studierende, die sich mit komplexeren Anwendungen des Gauß-Verfahrens beschäftigen.


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Vektoren und ihre Eigenschaften

Diese Seite führt in die Grundlagen der Vektorrechnung ein, die eng mit der Lösung linearer Gleichungssysteme verbunden ist.

Definition: Ein Vektor ist eine gerichtete Größe, die durch ihre Länge und Richtung charakterisiert wird.

Die Seite erklärt:

  • Spaltenvektoren in der Ebene und im Raum
  • Ortsvektoren und ihre Bedeutung
  • Spiegelung von Punkten mithilfe von Vektoren
  • Berechnung des Betrags La¨ngeLänge eines Vektors

Beispiel: Der Betrag eines Vektors a = a1,a2,a3a₁, a₂, a₃ im Raum wird berechnet durch |a| = √a12+a22+a32a₁² + a₂² + a₃².

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Die Darstellung von Vektoren und ihre geometrische Interpretation helfen, abstrakte algebraische Konzepte anschaulich zu machen.


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Folgende Operationen werden erklärt:

  1. Addition von Vektoren Rechnerische Methode Zeichnerische Methoden: Dreiecksregel und Parallelogrammregel
  2. Subtraktion von Vektoren Konzept des Gegenvektors Geometrische Interpretation der Subtraktion
  3. Nullvektor und seine Eigenschaften

Definition: Der Nullvektor ist der einzige Vektor, der bei Addition zu jedem anderen Vektor diesen nicht verändert.

Beispiel: Die Addition zweier Vektoren a = 2,32, 3 und b = 1,11, -1 ergibt a + b = 3,23, 2.

Highlight: Die geometrische Interpretation von Vektoroperationen hilft, komplexe algebraische Zusammenhänge in linearen Gleichungssystemen zu verstehen.

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Skalar-Multiplikation von Vektoren

Diese Seite führt das Konzept der Skalar-Multiplikation von Vektoren ein, eine wichtige Operation in der linearen Algebra und bei der Anwendung des Gauß-Verfahrens.

Definition: Die Skalar-Multiplikation ist die Multiplikation eines Vektors mit einer reellen Zahl SkalarSkalar, bei der jede Komponente des Vektors mit dieser Zahl multipliziert wird.

Die Seite erklärt:

  • Die geometrische Interpretation der Skalar-Multiplikation
  • Die algebraische Durchführung in der Ebene und im Raum
  • Wichtige Eigenschaften der Skalar-Multiplikation

Beispiel: Für einen Vektor a = 2,32, 3 und einen Skalar s = 2 ergibt sich: 2a = 4,64, 6

Highlight: Die Skalar-Multiplikation ist fundamental für die Skalierung und Richtungsänderung von Vektoren, was bei der Lösung linearer Gleichungssysteme oft angewendet wird.

Die Seite betont auch die Verbindung zwischen der Addition von Vektoren und ihrer Skalar-Multiplikation, was für das Verständnis komplexerer Operationen in der linearen Algebra wichtig ist.

Diese Konzepte sind entscheidend für Studierende, die sich mit fortgeschrittenen Anwendungen des Gauß-Algorithmus und der Analyse linearer Gleichungssysteme beschäftigen.


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Scalar Multiplication

Explores the multiplication of vectors by scalars.

Definition: Scalar multiplication involves multiplying each component of a vector by a real number.

Example: Demonstrates properties of scalar multiplication including distributive and associative laws.

Highlight: Includes important vector scaling properties and their geometric interpretations.


<p>Im Folgenden werden wir uns mit linearen Gleichungssystemen und dem Gaußschen Lösungsverfahren beschäftigen.</p>
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Coplanar Vectors and Dot Product

Discusses vectors lying in the same plane and their relationships.

Definition: Coplanar vectors can be represented as linear combinations of other vectors in the same plane.

Example: Shows calculation of dot products and their geometric interpretation.

Highlight: Emphasizes the relationship between dot products and vector angles.


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Triangle Area and Orthogonal Vectors

Covers geometric applications of vector operations.

Definition: Orthogonal vectors are perpendicular vectors with a dot product of zero.

Example: Demonstrates calculation of triangle areas using vector methods.

Highlight: Links vector operations to practical geometric problems.


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Lineare Gleichungssysteme und Gauß-Verfahren

Diese Seite führt in die Grundlagen des Gauß-Verfahrens zur Lösung linearer Gleichungssysteme ein. Es wird gezeigt, wie man Gleichungen schrittweise umformt, um ein Dreieckssystem zu erhalten und Variablen zu eliminieren.

Definition: Das Gauß-Verfahren ist eine systematische Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme durch schrittweise Elimination von Variablen.

Es werden zwei Beispiele vorgestellt:

  1. Ein lösbares System mit einer eindeutigen Lösung
  2. Ein unlösbares System mit einer Widerspruchszeile

Highlight: Die Widerspruchszeile in Beispiel B zeigt, dass das gesamte Gleichungssystem unlösbar ist und die Lösungsmenge leer ist.

Die Seite erklärt auch, wie man mit Nullzeilen umgeht, die auf unendliche Lösungsmengen hindeuten. In solchen Fällen wird eine Variable durch einen Parameter ersetzt, was zu einer einparametrigen Lösung führt.

Beispiel: Bei einer Nullzeile ersetzt man eine Variable durch einen Parameter c, was zu Lösungen der Form L = {c+1;2c1;cc+1; 2c-1; c; c∈ℝ} führt.

Diese Einführung bietet einen soliden Einstieg in die Anwendung des Gauß-Algorithmus und die Interpretation verschiedener Ergebnisse.

Wir dachten, du würdest nie fragen...

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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

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.

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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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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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Greenlight Bonnie

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Julia S

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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.

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