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Gleichungssystem: zeilennormalform
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:16 Mi 29.06.2011
Autor: mwieland

hallo leute!

Ich muss hier folgendes Gleichungssystem [mm] A\vec{x}=\vec{b} [/mm] lösen:

[mm] \pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & \beta & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3} [/mm] = [mm] \vektor{2 \\ -1 \\ \beta} [/mm]

ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm] \beta [/mm] zu dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?
ich soll nämlich bestimmen, für welche werte von [mm] \beta [/mm] das gleichungssystem keine/eine/unendlich viele lösungen hat, und da möchte ich ja das beta gerne in der 3. zeile dritte spalte haben, damit der rang der ausgangsmatrix von [mm] \beta [/mm] abhängt oder?

vielen dank und lg

markus

        
Bezug
Gleichungssystem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:28 Mi 29.06.2011
Autor: scherzkrapferl


> hallo leute!
>  
> Ich muss hier folgendes Gleichungssystem [mm]A\vec{x}=\vec{b}[/mm]
> lösen:
>  
> [mm]\pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & \beta & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3}[/mm]
> = [mm]\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  
> ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm]\beta[/mm] zu
> dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann
> ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?

Darfst und musst du ;)

>  ich soll nämlich bestimmen, für welche werte von [mm]\beta[/mm]
> das gleichungssystem keine/eine/unendlich viele lösungen
> hat, und da möchte ich ja das beta gerne in der 3. zeile
> dritte spalte haben, damit der rang der ausgangsmatrix von
> [mm]\beta[/mm] abhängt oder?

[ok]

>  
> vielen dank und lg
>
> markus

LG Scherzkrapferl

Bezug
                
Bezug
Gleichungssystem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:42 Mi 29.06.2011
Autor: mwieland


> > hallo leute!
>  >  
> > Ich muss hier folgendes Gleichungssystem [mm]A\vec{x}=\vec{b}[/mm]
> > lösen:
>  >  
> > [mm]\pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & \beta & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3}[/mm]
> > = [mm]\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  >  
> > ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm]\beta[/mm] zu
> > dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann
> > ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?
>  
> Darfst und musst du ;)
>  
> >  ich soll nämlich bestimmen, für welche werte von [mm]\beta[/mm]

> > das gleichungssystem keine/eine/unendlich viele lösungen
> > hat, und da möchte ich ja das beta gerne in der 3. zeile
> > dritte spalte haben, damit der rang der ausgangsmatrix von
> > [mm]\beta[/mm] abhängt oder?
>  
> [ok]
>  
> >  

> > vielen dank und lg
> >
> > markus
>
> LG Scherzkrapferl

ok wenn ich das dann auf zeilennormalform bringe habe ich folgendes:

[mm] \pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \bruch{2+\beta^2}{2\beta}}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \bruch{1}{2}} [/mm]

ich bin mir nicht sicher ob alle folgenden operationen erlaubt sind, meine unsicheheit diesbezüglich ist auch der grund warum ich das hier so ausführlich reinposte!

ich rechne dann die lettze zeile mal [mm] 2\beta [/mm]

[mm] \pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & 2+\beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta} [/mm]

und nun auch noch in der dritten zeile minus 2

und habe dann


[mm] \pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta-2} [/mm]

ist das so möglich wie ich das gemacht habe (vor allem bei dem letzten schritt bin ich mir nicht sicher...??!!)

danke und lg markus

Bezug
                        
Bezug
Gleichungssystem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:28 Mi 29.06.2011
Autor: scherzkrapferl


> > > hallo leute!
>  >  >  
> > > Ich muss hier folgendes Gleichungssystem [mm]A\vec{x}=\vec{b}[/mm]
> > > lösen:
>  >  >  
> > > [mm]\pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & \beta & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3}[/mm]
> > > = [mm]\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  >  >  
> > > ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm]\beta[/mm] zu
> > > dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann
> > > ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?
>  >  
> > Darfst und musst du ;)
>  >  
> > >  ich soll nämlich bestimmen, für welche werte von [mm]\beta[/mm]

> > > das gleichungssystem keine/eine/unendlich viele lösungen
> > > hat, und da möchte ich ja das beta gerne in der 3. zeile
> > > dritte spalte haben, damit der rang der ausgangsmatrix von
> > > [mm]\beta[/mm] abhängt oder?
>  >  
> > [ok]
>  >  
> > >  

> > > vielen dank und lg
> > >
> > > markus
> >
> > LG Scherzkrapferl
>
> ok wenn ich das dann auf zeilennormalform bringe habe ich
> folgendes:
>  
> [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \bruch{2+\beta^2}{2\beta}}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \bruch{1}{2}}[/mm]

>  
> ich bin mir nicht sicher ob alle folgenden operationen
> erlaubt sind, meine unsicheheit diesbezüglich ist auch der
> grund warum ich das hier so ausführlich reinposte!
>  
> ich rechne dann die lettze zeile mal [mm]2\beta[/mm]
>  
> [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & 2+\beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  
> und nun auch noch in der dritten zeile minus 2
>  
> und habe dann
>  
>
> [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta-2}[/mm]
>  
> ist das so möglich wie ich das gemacht habe (vor allem bei
> dem letzten schritt bin ich mir nicht sicher...??!!)
>  
> danke und lg markus

Hallo,

Also ich hab jetzt mal deinen Gleichungssystem mit dieser:

> > ist es hier erlaubt die letzte zeile durch $ [mm] \beta [/mm] $ zu
> > dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann
> > ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?
>  

Anleitung angefangen zu lösen und komme auf:

[mm] \pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & -2 & \beta}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ -1} [/mm]

danach: (3. Zeile) +2*(2. Zeile) -->


[mm] \pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & 0 & \beta + (2/ \beta)}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ 1} [/mm]

--> Zusammenfassen:

[mm] \pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & 0 & ((\beta^{2} +2)/ \beta)}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ 1} [/mm]


Daraus erkennst du gleich einmal dass wenn [mm] \beta [/mm] = 0 --> keine Lösung

Für [mm] \beta \in \IR [/mm] \ {0} existieren [mm] \infty [/mm] Lösungen

LG Scherzkrapferl

Bezug
                                
Bezug
Gleichungssystem: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:30 Mi 29.06.2011
Autor: mwieland

danke dir vielmals, habs nun verstanden ;)

Bezug
                                
Bezug
Gleichungssystem: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:32 Mi 29.06.2011
Autor: meili

Hallo,

> > > > hallo leute!
>  >  >  >  
> > > > Ich muss hier folgendes Gleichungssystem [mm]A\vec{x}=\vec{b}[/mm]
> > > > lösen:
>  >  >  >  
> > > > [mm]\pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & \beta & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3}[/mm]
> > > > = [mm]\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  >  >  >  
> > > > ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm]\beta[/mm] zu
> > > > dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder kann
> > > > ich zB einfach die zweite und dritte zeile vertauschen?
>  >  >  
> > > Darfst und musst du ;)
>  >  >  
> > > >  ich soll nämlich bestimmen, für welche werte von [mm]\beta[/mm]

> > > > das gleichungssystem keine/eine/unendlich viele lösungen
> > > > hat, und da möchte ich ja das beta gerne in der 3. zeile
> > > > dritte spalte haben, damit der rang der ausgangsmatrix von
> > > > [mm]\beta[/mm] abhängt oder?
>  >  >  
> > > [ok]
>  >  >  
> > > >  

> > > > vielen dank und lg
> > > >
> > > > markus
> > >
> > > LG Scherzkrapferl
> >
> > ok wenn ich das dann auf zeilennormalform bringe habe ich
> > folgendes:
>  >  
> > [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \bruch{2+\beta^2}{2\beta}}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \bruch{1}{2}}[/mm]
>  
> >  

> > ich bin mir nicht sicher ob alle folgenden operationen
> > erlaubt sind, meine unsicheheit diesbezüglich ist auch der
> > grund warum ich das hier so ausführlich reinposte!
>  >  
> > ich rechne dann die lettze zeile mal [mm]2\beta[/mm]
>  >  
> > [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & 2+\beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta}[/mm]
>  
> >  

> > und nun auch noch in der dritten zeile minus 2
>  >  
> > und habe dann
>  >  
> >
> > [mm]\pmat{-1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & \beta \\ 0 & 0 & \beta^2}*\vec{x}=\vektor{2 \\ -1 \\ \beta-2}[/mm]
>  
> >  

> > ist das so möglich wie ich das gemacht habe (vor allem bei
> > dem letzten schritt bin ich mir nicht sicher...??!!)
>  >  
> > danke und lg markus
>
> Hallo,
>  
> Also ich hab jetzt mal deinen Gleichungssystem mit dieser:
>  
> > > ist es hier erlaubt die letzte zeile durch [mm]\beta[/mm] zu
>  > > dividieren, um auf zeilennormalform zu kommen? oder

> kann
>  > > ich zB einfach die zweite und dritte zeile

> vertauschen?
>  >  
>
> Anleitung angefangen zu lösen und komme auf:
>  
> [mm]\pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & -2 & \beta}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ -1}[/mm]
>
> danach: (3. Zeile) +2*(2. Zeile) -->
>  
>
> [mm]\pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & 0 & \beta + (2/ \beta)}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ 1}[/mm]
>  
> --> Zusammenfassen:
>  
> [mm]\pmat{1 & -1 & 1 \\ 0 & 1 & (1/ \beta) \\ 0 & 0 & ((\beta^{2} +2)/ \beta)}\vec{x}=\vektor{-2 \\ 1 \\ 1}[/mm]
>  
>
> Daraus erkennst du gleich einmal dass wenn [mm]\beta[/mm] = 0 -->
> keine Lösung

[notok]
Nein, der Fall [mm]\beta[/mm] = 0 muss anders behandelt werden.
Alles was davor gemacht wurde, war für  [mm]\beta \not=[/mm]0, da durch [mm] $\beta$ [/mm] geteilt wurde.

Für [mm]\beta[/mm] = 0 muss man einfach

[mm]\pmat{ -1 & 1 & -1 \\ 0 & -2 & 0 \\ 0 & 0 & 1 }* \vektor{x_1 \\ x_2 \\ x_3}[/mm]  = [mm]\vektor{2 \\ -1 \\0}[/mm]

betrachten.

>  
> Für [mm]\beta \in \IR[/mm] \ {0} existieren [mm]\infty[/mm] Lösungen
>  
> LG Scherzkrapferl

Gruß
meili

Bezug
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