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Forum "Lineare Gleichungssysteme" - Lösbarkeit lineares Gleichungs
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Lösbarkeit lineares Gleichungs: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:45 Mi 15.04.2009
Autor: Cannae

Aufgabe
x + 2y + 3z = 0
2x + 5y + [mm] (\alpha [/mm] + 6)z = -1
x + [mm] (\alpha [/mm] + 2)y + [mm] (\alpha [/mm] + 3)z = 0

Hallo Leute,

die Matrix habe ich bereits soweit wie möglich umgewandelt:

1x + 2y + 3z = 0
0 + 1y + [mm] \alpha [/mm] = -1
0 + 0 + 0 = [mm] -1\alpha [/mm]

Nun habe ich ein Problem bzgl. der Lösbarkeit des Gleichungssystems.
Es gibt eigentlich nur drei Fälle die ich überprüfen muss.

- Keine LSG.
- unendlich viele LSG.
- eine LSG

Wenn ich [mm] \alpha [/mm] = 0 setze habe ich unendlich viele Lösungen.

Folgende Fälle stehen noch in der Musterlösung. Diese kann ich noch nicht nachvollziehen.

[mm] \alpha [/mm] = 1(warum 1???) keine Lösung
[mm] \alpha \not= [/mm] 1 genau eine LSG(warum gibt es genau jetzt eine LSG???)

Bin für jede Hilfe dankbar

Stefan


        
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:56 Mi 15.04.2009
Autor: schachuzipus

Hallo Stefan,

> x + 2y + 3z = 0
>  2x + 5y + [mm](\alpha[/mm] + 6)z = -1
>  x + [mm](\alpha[/mm] + 2)y + [mm](\alpha[/mm] + 3)z = 0
>  Hallo Leute,
>  
> die Matrix habe ich bereits soweit wie möglich
> umgewandelt:
>  
> 1x + 2y + 3z = 0
>  0 + 1y + [mm]\alpha[/mm] = -1
>  0 + 0 + 0 = [mm]-1\alpha[/mm]

Verrate mal, wie du das erhältst.

Ich erhalte

[mm] $\pmat{1&2&3&\mid&0\\0&1&\alpha&\mid&-1\\0&0&\alpha-\alpha^2&\mid&\alpha}$ [/mm]

Für [mm] $\alpha\neq [/mm] 0$ kann man in der letzten Zeile [mm] $\alpha$ [/mm] ausklammern und durch [mm] $\alpha$ [/mm] teilen und bekommt

[mm] $\pmat{1&2&3&\mid&0\\0&1&\alpha&\mid&-1\\0&0&1-\alpha&\mid&1}$ [/mm]

Hier kannst du die Fälle (außer den mit [mm] $\alpha=0$, [/mm] den untersuche gesondert) untersuchen ...

Scharf auf die letzte Zeile gucken ...

Erklären sich nun die Fälle und Folgerungen in der Musterlösung?

>  
> Nun habe ich ein Problem bzgl. der Lösbarkeit des
> Gleichungssystems.
>  Es gibt eigentlich nur drei Fälle die ich überprüfen
> muss.
>  
> - Keine LSG.
>  - unendlich viele LSG.
>  - eine LSG
>  
> Wenn ich [mm]\alpha[/mm] = 0 setze habe ich unendlich viele
> Lösungen.
>  
> Folgende Fälle stehen noch in der Musterlösung. Diese kann
> ich noch nicht nachvollziehen.
>  
> [mm]\alpha[/mm] = 1(warum 1???) keine Lösung
>  [mm]\alpha \not=[/mm] 1 genau eine LSG(warum gibt es genau jetzt
> eine LSG???)
>  
> Bin für jede Hilfe dankbar
>  
> Stefan
>  


LG

schachuzipus

Bezug
                
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:59 Mi 15.04.2009
Autor: reverend

Hallo schachuzipus,

ich bekomme das gleiche wie Du.
Also ist die Musterlösung falsch: auch für [mm] \alpha=0 [/mm] gibt es unendlich viele Lösungen.

Grüße
reverend

Bezug
                        
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 00:28 Do 16.04.2009
Autor: schachuzipus

Hallo reverend,

> Hallo schachuzipus,
>  
> ich bekomme das gleiche wie Du.
>  Also ist die Musterlösung falsch:

???

wieso das?

[guckstduhier] was steht denn in der Musterlösung?

unendlich viele Lösungen für [mm] $\alpha=0$, [/mm] keine Lösung für [mm] $\alpha=1$ [/mm] und genau eine Lösung für [mm] $\alpha\neq [/mm] 1$

Also genau das, was man an der (End-)Matrix ablesen kann

> auch für [mm]\alpha=0[/mm] gibt
> es unendlich viele Lösungen.
>  
> Grüße
>  reverend


LG

schachuzipus

Bezug
                                
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 00:51 Do 16.04.2009
Autor: reverend

Hallo nochmal,

vielleicht habe ich die Musterlösung falsch verstanden.

Mir schien, dass "unendlich viele Lösungen für [mm] \alpha=0" [/mm] nicht darin enthalten war.

Wenn doch, dann schwenke ich natürlich sofort auf Deine Linie um. Das ist keine Meinungsverschiedenheit, sondern eine einfache Informationsfrage, die nur Cannae beantworten kann: was genau war die Musterlösung?

Grüße
reverend

Bezug
                                        
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 00:55 Do 16.04.2009
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Hallo nochmal,
>  
> vielleicht habe ich die Musterlösung falsch verstanden.

Naja, oben steht ja: "Folgende Fälle stehen noch in der Musterlösung ..."

Das scheint mir recht eindeutig, aber du hast recht: nur der Fragesteller kann Klarheit schaffen, also warten wir's mal ab.

Einstweilen einen schönen Abend (oder ist es schon wieder Nacht?!) noch

Gruß

schachuzipus
  

> Mir schien, dass "unendlich viele Lösungen für [mm]\alpha=0"[/mm]
> nicht darin enthalten war.
>  
> Wenn doch, dann schwenke ich natürlich sofort auf Deine
> Linie um. Das ist keine Meinungsverschiedenheit, sondern
> eine einfache Informationsfrage, die nur Cannae beantworten
> kann: was genau war die Musterlösung?
>  
> Grüße
>  reverend


Bezug
        
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:55 Do 16.04.2009
Autor: Cannae

Aufgabe
x + 2y + 3z = 0
2x + 5y + $ [mm] (\alpha [/mm] $ + 6)z = -1
x + $ [mm] (\alpha [/mm] $ + 2)y + $ [mm] (\alpha [/mm] $ + 3)z = 0  

Danke für die vielen Rückmeldungen.
Hier erstmal Schritt für Schritt wie ich auf die (falsche) Matrix gekommen bin:

Zuerst berechnete ich Zeile II = II - ( I * 2)

Danach Zeile III = III - I

Danach Zeile III = III - (II * [mm] \alpha) [/mm] Hier habe ich anscheinend den Fehler gemacht. Ich bin hier davon ausgegangen das [mm] \alpha [/mm] - [mm] \alpha² [/mm] sowieso = 0 ist. Ich sollte mir noch mal die Grundrechenregeln anschauen.

In der Musterlösung(leider ohne Einheitsmatrix) steht:

1. Fall [mm] \alpha=0 [/mm] : unendlich viele LSG
2. Fall [mm] \alpha=1 [/mm] : keine LSG
3. Fall [mm] \alpha\not=1: [/mm] genau eine LSG

Für den Fall das ich die Matrix nun korrekt aufgestellt habe, wie gehe ich dann am besten vor?

Ich löse immer zuerst nach [mm] \alpha [/mm] auf und komme somit meistens schon auf einen der Fälle. Wie aber gehts weiter?
Wie kommt man z.B. auf Fall 2 und 3?

Danke und Gruß

Stefan

Bezug
                
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:52 Do 16.04.2009
Autor: leduart

Hallo
ich versteh nicht, was du damit meinst "nach [mm] \alpha [/mm] aufloesen.
Du musst doch nach x,y,z aufloesen.
Mach das mit der richtigen Matrix, die dir ja von sch. aufgeschrieben wurde. Dann siehst du einfach, fuer welche [mm] \alpha [/mm] du keine oder genau eine oder unendlich viele Loesungen kriegst.

Gruss leduart

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Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: jetzt aber
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:25 Do 16.04.2009
Autor: Cannae

ok nur die letzte Zeile betrachtet:

0 + 0 + [mm] \alpha(1-\alpha) [/mm] ) = [mm] \alpha [/mm]

Setze ich 0 ein, habe ich natürlich 0 + 0 + 0 = 0 also unendlich viele LSG.

Setze ich [mm] \alpha [/mm] = 1 erhalte ich 0 + 0 + 0 = 1 also keine LSG.

Setze ich [mm] \alpha \not= [/mm] 1 (z.B [mm] \alpha=2)erhalte [/mm] ich 0 + 0 -2 = 2 also eine LSG.

Richtig?

Bezug
                                
Bezug
Lösbarkeit lineares Gleichungs: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:32 Do 16.04.2009
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> ok nur die letzte Zeile betrachtet:
>  
> 0 + 0 + [mm]\alpha(1-\alpha)[/mm] ) = [mm]\alpha[/mm]
>  
> Setze ich 0 ein, habe ich natürlich 0 + 0 + 0 = 0 also
> unendlich viele LSG. [ok]

Schreibe mal die Lösungsmenge auf ...

Dann siehst du/sehen wir, ob's klick gemacht hat

>  
> Setze ich [mm]\alpha[/mm] = 1 erhalte ich 0 + 0 + 0 = 1 also keine
> LSG. [ok]
>  
> Setze ich [mm]\alpha \not=[/mm] 1 (z.B [mm]\alpha=2)erhalte[/mm] ich 0 + 0 -2
> = 2 also eine LSG.

Schreibe auch hier mal die allg. Lösung auf für [mm] $\alpha\neq [/mm] 0,1$

Die wird natürlich von [mm] $\alpha$ [/mm] abhängen.

Bedenke, dass du für [mm] $\alpha\neq [/mm] 1$ in der letzten Zeile durch [mm] $1-\alpha$ [/mm] teilen darfst, dann ergibt sich für $z=...$

Und weiter für $x=...,y=...$

>  
> Richtig?

Verbal ja, schreibe mal zur Kontrolle in den Fällen der Lösbarkeit die Lösungen hin ...

LG

schachuzipus

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