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Aufgaben zum Gaußverfahren

Mit diesen Aufgaben lernst du, wie man das Gauß'sche Eliminationsverfahren anwendet. Schaffst du sie alle?

  1. 1

    Bringe das System so in Form, dass das Gauß-Verfahren angewendet werden kann. Du musst das System in dieser Aufgabe noch nicht lösen!

    1. I)2x=y+zII)4(x2z)=yIII)zxy=10\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ll} I) &2x=y+z\\ II)& 4(x-2z)=y\\ III)& z-x-y=10 \end{array}

    2. I)4(a+b)=cII)8a+b+104c=0III)cb=10+a\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ll} I) &4(a+b)=c\\ II)& 8a+b+10-4c=0\\ III)& c-b=10+a \end{array}

  2. 2

    Entscheide jeweils, welche Umformung angewendet wurde um von der linken Matrix zur rechten zu kommen.

    1. (221141301122)(221103121122)\def\arraystretch{1.25} \left( \begin{array}{ccc|c} 2&2&1&1\\ 4&1&3&0\\ 1&1&2&2 \end{array}\right) \Rightarrow \left( \begin{array}{ccc|c} 2&2&1&1\\ 0&-3&1&-2\\ 1&1&2&2 \end{array}\right)

  3. 3

    Finden Sie die Lösungen mithilfe der fertig umgeformten Matrix.

    1. (422243101550015)\def\arraystretch{1.25} \left (\begin{array}{ccc|r} 4&-2&2&24\\ -3&1&0&15\\ 5&0&0&-15 \end{array}\right )

      (Die erste Spalte gehört zur Unbekannten a, die zweite zu b, die dritte zu c)

    2. (10002201001655310)\def\arraystretch{1.25} \left (\begin{array}{ccc|r} 10&0&0&2\\ 20&10&0&16\\ -5&5&3&-10 \end{array}\right )

      (Die erste Spalte gehört zur Unbekannten a, die zweite zu b, die dritte zu c)

  4. 4

    Löse das Gleichungssystem mit dem Gauß-Jordan-Verfahren.

    1. 3x+4y=12x+5y=3\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ccccc}3x&+&4y&=&-1\\2x&+&5y&=&-3\end{array}

    2. 3x4y=262x+3y=28\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ccrcc}3x&-&4y&=&-26\\2x&+&3y&=&28\end{array}

    3.     x+2yz=2x+y+2z=92x+3y3z=1\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}\;\;x&+&2y&-&z&=&2\\x&+&y&+&2z&=&9\\2x&+&3y&-&3z&=&-1\end{array}

  5. 5

    Löse das Gleichungssystem mit dem Gaußverfahren, und gib die Lösung in allgemeiner Form an. (Verwende dabei, falls erforderlich, Parameter in der Lösung).

    1. x+2y    =0  x+y+z=02x+3y+  z=0\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ccccc}x&+&2y&\;&\;&=&0\\\;x&+&y&+&z&=&0\\2x&+&3y&+&\;z&=&0\end{array}

    2.     x2y+3z=0x+2y3z=02x4y+6z=0\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcc}\;\;x&-&2y&+&3z&=&0\\-x&+&2y&-&3z&=&0\\2x&-&4y&+&6z&=&0\end{array}

    3. 2xy+3z=1  x+3y2z=13x2y+5z=1\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcc}2x&-&y&+&3z&=&1\\\;x&+&3y&-&2z&=&1\\3x&-&2y&+&5z&=&1\end{array}

    4. x2y+z=12x+y+2z=53xy+2z=3x3y+8z=9\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}x&-&2y&+&z&=&-1\\-2x&+&y&+&2z&=&-5\\3x&-&y&+&2z&=&3\\x&-&3y&+&8z&=&-9\end{array}

    5. x3y+z=42x+4y3z=9\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}x&-&3y&+&z&=&4\\-2x&+&4y&-&3z&=&-9\end{array}

  6. 6

    Löse das Gleichungssystem mit dem Gaußverfahren.

    1. 3x+2y=14x+y=26x+4y=3\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ccrcr}3x&+&2y&=&-1\\4x&+&y&=&-2\\6x&+&4y&=&3\end{array}

    2.   x3y=42x+y=14x+5y=9\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcc}\;x&-&3y&=&4\\2x&+&y&=&1\\4x&+&5y&=&9\end{array}

    3. x2y=32x+4y=6  x+2y=3\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcr}x&-&2y&=&3\\-2x&+&4y&=&-6\\\;-x&+&2y&=&-3\end{array}

    4. 6xy+2z=15x3y+3z=43x2y+z=14\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}6x&-&y&+&2z&=&1\\5x&-&3y&+&3z&=&4\\3x&-&2y&+&z&=&14\end{array}

    5. 34x76y=189x+14y=3213x+19y=0\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{cccc}\frac34x&-&\frac76y&=&\frac18\\-9x&+&14y&=&-\frac32\\\frac13x&+&\frac19y&=&0\end{array}

    6. 6xz+2y=485y3x+3z=493z2x+y=24\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}6x &- & z &+ &2y &=&48\\5y &- &3x &+ &3z &=&49\\3z &- &2x &+ & y &=&24\end{array}

    7.     x2y    =4  yz=1x+y+3z=1\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}\;\;x&-&2y&\;&\;&=&4\\\;&-&y&-&z&=&-1\\-x&+&y&+&3z&=&-1\end{array}

    8. 2x+3yz=3x    +2z=9xy    =2\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}2x&+&3y&-&z&=&3\\x&\;&\;&+&2z&=&9\\x&-&y&\;&\;&=&2\end{array}

    9. 5x+2y2z=13x+y3z=42x    +z=4\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}5x&+&2y&-&2z&=&-1\\3x&+&y&-&3z&=&-4\\2x&\;&\;&+&z&=&4\end{array}

    10. 4x+3y+z=132x5y+3z=17xy2z=1\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{ccrcrcr}4x&+&3y&+&z&=&13\\2x&-&5y&+&3z&=&1\\7x&-&y&-&2z&=&-1\end{array}

    11. 2x+9y14z=393x+6y+2z=36x2+y3+7z=2\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}2x&+&9y&-&14z&=&39\\3x&+&6y&+&2z&=&36\\\frac x2&+&\frac y3&+&7z&=&2\end{array}

    12. x+yz=44x2y2z=35x+4y+2z=0\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcrcrcr}x&+&y&-&z&=&4\\4x&-&2y&-&2z&=&3\\-5x&+&4y&+&2z&=&0\end{array}


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