Gauß Algorithmus bei einer 3×2 Matrix anwendbar?

Erste Frage Aufrufe: 560     Aktiv: 30.01.2021 um 00:15

0

Aufgabe ist es zwei gegebene Vektoren in Zeilenschreibweise auf lineare Unbhängigkeit zu prüfen. In Transponierter Matrixschreibweise ergibt sich dann eine 3×2 Matrix. Also im Prinzip ein LGS mit 2 Unbekannten? Ich möchte den Gauß Algorithmus anwenden um diese zwei Vektoren auf ihre Unabhängigkeit zu prüfen. Dazu erzeuge ich die typische dreiecksförmige Ausrichtung der "Nullen" unten links in der Matrix? Funktioniert das so ?

Was muss ich als Lösung erhalten, um sagen zu können sie sind linear abhängig oder nicht?

Liebe Grüße 

Diese Frage melden
gefragt

Punkte: 12

 
Kommentar schreiben
2 Antworten
0

Möglich ist das, aber viel zu umständlich! Wenn du nur zwei Vektoren hast, musst du doch nur schauen, ob der eine Vektor ein Vielfaches des anderen ist. Das bekommt man ganz leicht hin, wenn man die Komponenten miteinander vergleicht. Dafür braucht man kein LGS und erst recht nicht Gauß. 

Beispiel: Die Vektoren \((1,2,3)^T\) und \((2,4,5)^T\) sind linear unabhängig, denn die dritte Komponente des zweiten Vektores ist nicht das Doppelte der dritten Komponente des ersten Vektors. 

Diese Antwort melden
geantwortet

Selbstständig, Punkte: 30.55K

 

Danke für die schnelle Rückmeldung.   ─   saphier 29.01.2021 um 23:13

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Cauchy wurde bereits informiert.
0

Hey saphier,

poste gern noch deine Matrix bzw. deine Vektoren um eine detailliertere Antwort zu erhalten!

Du kannst den Gauß-Algorithmus auch auf eine rechteckige Matrix anwenden. Die Schritte sind die gleichen und die Umformungen sind auch hier erlaubt. Du erhälst zum Beispiel für eine 3x4-Matrix eine Form:

\( \begin{pmatrix} a_{1} && a_{2} && a_{3}&&a_{4}\\b_{1} && b_{2} && b_{3}&&b_{4}\\ c_{1} && c_{2} && c_{3}&&c_{4} \end{pmatrix} \qquad \Rightarrow \qquad \begin{pmatrix}a_{1} && a_{2}' && a_{3}'&&a_{4}'\\0&& b_{2}' && b_{3}'&&b_{4}'\\ 0 && 0 && c_{3}'&&c_{4} '\end{pmatrix} \)

Diese untere Dreiecksform ist das Beste was du hier mit Gauß erreichst im Allgemeinen. Im Speziellen könnte es natürlich sein, dass sich noch mehr wegkürzt, dazu müsste ich die Vektoren sehen. Aber vielleicht hilft dir schon diese Form bei der Unabhängigkeit, du hast immerhin in deinem zweiten Vektor eine Variable eliminiert.

Wenn sich nichts weiter schön gekürzt hat wäre der nächste Schritt eine der übrigen Koordinaten als freien Parameter zu wählen und zu sehen wie du in Abhängigkeit von diesem auf die anderen kommst. 

Mehr kann ich Allgemein leider nicht sagen.

Viele Grüße, jojoliese

Diese Antwort melden
geantwortet

Student, Punkte: 2.18K

 

wie cauchy schreibt ist natürlich auch korrekt, ich dachte du sollst per Aufgabe Gauß verwenden, deswegen lasse ich meine Antwort mal drin   ─   jojoliese 29.01.2021 um 23:14

Hi jojoliese,
Danke für deine Antwort.
Nein der Antrieb den Gauß verwenden zu wollen kam von mir. Die Aufgabenstellung schreibt keine Lösungsmethode vor.
Wenn die Matrix umfangreicher wird, dann ist es ja nicht mehr so einfach augenscheinlich schnell Vielfache oder Teiler ausfindig zu machen die auf lineare Abhängigkeit schließen. Ich hab ein Bild der gegebenen Vektoren in die Ursprungsfrage eingefügt
  ─   saphier 30.01.2021 um 00:02

Ah okay, dann hätte ich mir das natürlich sparen können, aber vielleicht ist es ja trotzdem irgendwann Mal zu gebrauchen.
Hier ist es bei zwei Vektoren wenn kein Lösungsweg vorgeschrieben ist wirklich sehr viel einfacher einfach zu schauen. Du hast in dem einen Vektor eine Koordinate null, die in dem anderen nicht null ist.
Da du bei zwei Vektoren nur prüfen musst, ob der eine ein Vielfaches des anderen ist, wie cauchy vorgeschlagen hat, kannst du schnell folgern, dass das nicht sein kann. Der erste Vektor kann niemals als vielfaches des Zweiten mit einem Nulleintrag entstehen.
Gute Nacht!
  ─   jojoliese 30.01.2021 um 00:15

Kommentar schreiben