Mathematik Abitur
Lösbarkeitskriterien für inhomogene lineare Gleichungssysteme

Gegeben sei ein lineares Gleichungssystems mit den n Variablen der folgenden Form:

Für die Lösung gibt es drei Möglichkeiten:

Indikatoren für die Lösbarkeit linearer Gleichungssysteme sind der Rang der Matrix A (Koeffizientenmatrix), der Rang der um den Vektor der Absolutglieder erweiterten Matrix (erweiterte Koeffizientenmatrix) und die Anzahl der Variablen n.

Im Folgenden untersuchen wir die Lösbarkeit inhomogener linearer Gleichungssysteme.

Koeffizientenmatrix und erweiterte Koeffizientenmatrix dieses Gleichungssystems mit drei Variablen haben folgende Gestalt:

Umformen ergibt:


Es gilt Folglich ist das Gleichungssystem eindeutig lösbar, und der Lösungsvektor lautet:

(Siehe auch interaktives Rechenbeispiel 1.)

Koeffizientenmatrix und erweiterte Koeffizientenmatrix dieses Gleichungssystems mit drei Variablen haben folgende Gestalt:

Umformen ergibt:

Es ist Somit ist das Gleichungssystem mehrdeutig lösbar mit folgendem Lösungsvektor:

(Siehe auch interaktives Rechenbeispiel 2.)

Koeffizientenmatrix und erweiterte Koeffizientenmatrix dieses Gleichungssystems mit drei Variablen haben folgende Gestalt:

Für den Rang dieser Matrizen erhält man nach Umformen:

Folglich ist das Gleichungssystem unlösbar.
(Siehe auch interaktives Rechenbeispiel 3.)

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