TU Wien:Mathematik 1 UE (diverse)/Übungen WS06/Beispiel 547
Bestimmen Sie mit dem Gauß'schen Eliminationsverfahren die Lösung des Gleichungssystems über dem Körper ,
2x1 + x2+ x3 = 0 x1 + x3 = 1 4x1 + x3 = 4
Hilfreiches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Restklassen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Restklassen modulo :
LGS-Äquivalenzumformungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Allgemein gilt:
Die Lösungsgesamtheit eines linearen Gleichungssystems ändert sich durch folgende Äquivalenzumformungen nicht:
- Vertauschen zweier Zeilen/Spalten,
- Multiplikation einer Zeile/Spalte mit einem Faktor ,
- Addition einer Zeile/Spalte (mit einem Faktor) zu einer anderen Zeile/Spalte.
Lösungsversuch (korrigiert):[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Also dürften x1, x2 und x3 Restklassen von Z3 sein! Daß 4 der Restklasse 1 entspricht, ignorieren wir erst mal.
2 + 1 + 1 | 0 1 + 0 + 1 | 1 4 + 0 + 1 | 4
1 + 0 + 1 | 1 Vertauschen Zeile 1 und 2 2 + 1 + 1 | 0 4 + 0 + 1 | 4
1 + 0 + 1 | 1 0 + 1 - 1 | -2 (0-2) 0 + 0 - 3 | 0 (4-4)
So ich mich nicht verrechnet habe, ergibt das folgende Restklassen:
x3 = 0, x1 = 1, x2 = -2 , wobei -2 der Restklasse 1 (mod 3) entspricht.
Da sich im Informatikforum diesbezügliche Fragen ergeben haben, setze ich halt mal in die Gleichungen ein, wobei ich mit Restklassen rechne (0,1,2. Restklasse 4 mod 3 entspricht ja dann 1). Werte sind x1 = 1, x2= 1, x3 = 0.
2x1 + x2+ x3 = 0 2*1 + 1*1 + 1*0 = 3 = 0 x1 + x3 = 1 1*1 +1*0 = 1 4x1 + x3 = 4 4*1 +1*0 = 4 = 1
Hoffe jetzt sind alle Fragen beantwortet.
Danke Sloppy, für den Hinweis, Z3 ist natürlich mod 3 und nicht mod 4!
Hapi
Lösung Übungsstunde Urbanek:
Hat sich ebenfalls die 3. Zeile durch Einsetzen Restkasse 4 = 1 gespart.
2 + 1 + 1 | 0 x2 + 2s = 1 -----> x2 = 1-2s = 1 + s 1 + 0 + 1 | 1 (-2*Zeile) 2x1 + 1 + 2s = 0 ----> 2x1 = = 2 +s, x1 = 1 + 2s -------------- 0 + 1 + 2 | 1
Lösungsmenge L = (1+2s, 1+s, s) (s in Z3) oder L = (1 1 0), (0 2 1), (2 0 2)
Sieht so aus, als hätten wir alle nur Teillösungen erarbeitet.
Hapi
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Anderer Vorschlag:
Also zeile 3 könnte man sich sparen - das ist das gleiche wie zeile 2 weil 4 = 1
also steht dort:
2 + 1 + 1 = 0 1 + 0 + 1 = 1 1 + 0 + 1 = 1 ( 4 = 1 in mod 3 )
also haben wir
2 + 1 + 1 = 0 1 + 0 + 1 = 1
jetzt nur beide zeilen zusammenzählen
2 + 1 + 1 = 0 0 + 1 + 2 = 1
dann können wir sagen x3 = r
x2 + 2r = 1 --> x2 = 1 - 2r = 1 + r ( -2r = r in mod 3) 2x1 + (1 + r) + r = 0 --> 2x1 = r + 2 ( mit 2 multiplizieren ) = x1 = 2r + 1 ( wieder wegen restklasse 3 )
jetzt in die drei möglichen Lösungen einsetzen - also x3 = 0, x3 = 1, x3 = 2 - ab dann wiederholt es sich nur noch da wir sonst unendliche viele Lösungen haben.
x3 = 0 x1 = 2r + 1 ( da x3 = r ) --> x1 = 1 x2 = 1 + r ( da x3 = r ) --> x2 = 1
1. Lösung ist also: x3 = 0, x1 = 1, x2 = 1
x3 = 1 x1 = 2 + 1 = 3 ( mod 3 ) = 0 x2 = 1 + 1 = 2
2. Lösung ist also: x3 = 1, x1 = 0, x2 = 2
x3 = 2 x1 = 4 + 1 = 5 = 2 x2 = 1 + 2 = 3 = 0
3. Lösung ist also: x3 = 2, x1 = 2, x2 = 0
hoffe das war halbwegs verständlich
Verucca
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