Lösungsverhalten von LGS mit Parametern

Aufrufe: 1201     Aktiv: 14.10.2019 um 19:14

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Hallo, ich muss durch Determinanten das Lsg.Verhalten von inhomogenen Gleichungssystemen herausbekommen. Dabei gibt es einen Parameter a. Nun habe ich für D= 132-66a —> wenn a=2 dann unendlich oder keine Lsg. und wenn a ungleich 2 dann gibt es exakt eine Lsg.. Nun kommt mein Problem: Wenn ich D1 berechne komme ich auf D1=-144+64a —> a=9/4. Wieso habe ich jetzt 2 versch. Werte für den Parameter a? Hat dann das LGS keine Lsg.? Oder habe ich einfach einen Denkfehler? Wie gehe ich ggf. weiter vor? Sry für den etwas zu langen Text.
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Mit der vollständigen Aufgabe könnten wir denke ich mehr anfangen...   ─   vt5 13.10.2019 um 18:38

Für welche Parameter a hat jeweils das folgende LGS evtl. eine, keine oder unendlich viele Lsg.?
-2x+5y-3z=-3
6x-4y+2az=8
-3x-9y+3z=-1
  ─   JKl 13.10.2019 um 18:46
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Hallo,

die Determinante wird genau dann Null, wenn mindestens zwei Spalten bzw. Zeilen einer Matrix linear abhängig sind. 

Ich nehme an \( D_1 \) ist die Determinante der Koeffizientenmatrix von der die erste Spalte ausgetauscht wurde?

Wir haben dann in \( D_1 \) aber eine andere Spalte. Das bedeutet wir untersuchen nun andere Spalten (Vektoren) auf lineare Abhängigkeit. Deshalb erhälst du auch nicht zwangsläufig die selben Werte für \( a \). 

Doch was sagen uns nun die verschiedenen Determinanten?

Gucken wir uns dafür eine Formel an, mit der man über die Determinante die Lösung eines inhomogenen LGS berechnen kann. Für den Lösungsvektor

$$ \vec{x} = \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \end{pmatrix} $$

gilt mit der Koeffizientenmatrix \( A \)

$$ x_i = \frac {\mathrm{det}(A_i)} {\mathrm{det}(A)} $$

\( A_i \) sind dabei die Matrizen bei denen die \(i\)-te Spalte ausgetauscht wurde. 

Wenn nun \( \mathrm{det}(A) = 0 \) gelten würde, müssten wir durch Null teilen. Das dürfen wir natürlich nicht. Deshalb existiert in diesem Fall keine Lösung.
Wenn \( \mathrm{det}A_i = 0 \) und \( \mathrm{det}(A) \neq 0 \), so wird der Koeffizient \( x_i \) des Lösungsvektors zu Null. 

Ein Beweis ist das natürlich nicht aber mit der Formel kann man es sich ganz schön merken finde ich.

Grüße Christian

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Alles klar , vielen Dank für die Antwort   ─   JKl 14.10.2019 um 19:14

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