Matrizen: Unterschied zwischen den Versionen
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Matrizen sind eine nützliche Darstellung, um ein Gleichungssystem mit vielen linearen Gleichungenzu lösen. | Matrizen sind eine nützliche Darstellung, um ein Gleichungssystem mit vielen linearen Gleichungenzu lösen. | ||
Version vom 30. Juni 2016, 18:14 Uhr
Matrizen sind eine nützliche Darstellung, um ein Gleichungssystem mit vielen linearen Gleichungenzu lösen.
== Überschrift 1 ==Einführung
Eine $2\times2$ Matrix besteht aus 2 Zeilen und 2 Spalten, sie sieht zum Beispiel so aus
$ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \\ \end{pmatrix} $
Der erste Index gibt dabei an in der welcher Zeile und der zweite Index in welcher Spalte sich die Zahl befindet.
Beispiel: $a_{11}=3 \qquad a_{12}=6 \qquad a_{21}=7 \qquad a_{22}=8$
$ \qquad A= \begin{pmatrix} 3 & 6 \\ 7 & 8 \\ \end{pmatrix} $
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$m \times n$ Matrix
$ \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n} \\ a_{21} & a_{22} &\dots & a_{2n} \\ \vdots & \vdots &\ddots & \vdots \\ a_{m1} & a_{m2} & \dots & a_{mn} \end{pmatrix} $ Die $m\times n$ Matrix hat $m$ Zeilen und $n$ Spalten. |
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Bei der Addition von Matrizen, werden die einzelnen Komponenten miteinander addiert.
dann ist $$A+B = \begin{pmatrix} a_{11} + b_{11} & a_{12}+ b_{12} & \dots & a_{1n}+ b_{1n} \\ a_{21}+ b_{21} & a_{22} +b_{22} &\dots & a_{1n}+ b_{2n} \\ \vdots & \vdots &\ddots & \vdots \\ a_{m1}+ b_{m1} &a_{m2}+ b_{m2} & \dots & a_{mn}+ b_{mn} \end{pmatrix} $$ |
Bei der $2\times 2$ Matrix schaut das wie folgt aus
$ A= \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \\ \end{pmatrix} $
$ B= \begin{pmatrix} b_{11} & b_{12} \\ b_{21} & b_{22} \\ \end{pmatrix} $
dann ist $ \qquad \qquad \qquad A+B = \begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} b_{11} & b_{12} \\ b_{21} & b_{22} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} a_{11} + b_{11} & a_{12} + b_{12} \\ a_{21} + b_{21} & a_{22} + b_{22} \\ \end{pmatrix}$
Addiere die Matrizen $\quad C= \begin{pmatrix}
8 & 6 \\
0 & -4 \\
\end{pmatrix} \quad $ und
$\quad D= \begin{pmatrix}
2 & -1 \\
5 & 3 \\
\end{pmatrix}$.
Anwendung
Ein lineares Gleichungssystem der Form
$$\begin{align*} 5 x_1 &+ & 4x_2 &+ & x_3 &=&8 \\ 2 x_1 &+ & & & 9x_3 &=& 4\\ 3 x_1 &+ & 8x_2 &+ & 7x_3 &=& 1\\ \end{align*}$$
wird in Matrixdarstellung so geschrieben:
\begin{equation} \left( \begin{matrix} 5 & 4 & 1\\ 2 & 0 & 9\\ 3 & 8 & 7 \end{matrix} \left| \begin{matrix} 8\\ 4\\ 1 \end{matrix} \right) \right. \end{equation}
Stelle das lineare Gleichungssystem in Matrizenform dar:
$\qquad \begin{align*}
& 7x_2 &= 4 \\
9 x_1 +& 2 x_2 &= 1\\
\end{align*}$.
== Überschrift 3 == Gozinto-Graphen
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