Definition und Eigenschaften

Eine Linearkombination von zwei oder mehr Vektoren ist der Vektor, den man erhält, wenn man einen Vektor mit einem Skalar multipliziert und dann mit einem anderen Vektor addiert. Eine Linearkombination ist also ein Ausdruck der Form:

 

\displaystyle \vec{v} = a_1 \vec{v_1} + a_2 \vec{v_2} + \cdots + a_n \vec{v_n}

 

Für den besonderen Fall von zwei Vektoren  \vec{u}, \vec{v}  und zwei Zahlen a,b, ist eine Linearkombination von \vec{u}  und  \vec{v} durch den Vektor a\vec{u}+b\vec{v} gegeben .

 

Die folgende Abbildung zeigt die grafische Darstellung des Vektors \displaystyle \vec{w} = 2\vect{u} + 3\vect{v}.

 

Linearkombination der Vektoren u und v

 

Beachte: Jeder Vektor in der Ebene kann als Linearkombination zweier anderer Vektoren mit unterschiedlichen Richtungen dargestellt werden. Außerdem ist diese Linearkombination eindeutig.

 

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Los geht's

Beispiele zu Linearkombinationen

 

1Gegeben sind die Vektoren \vec{x} = (1, 2) und \vec{y} = (3, -1). Bestimme die Linearkombination \vec{z} = 2\vec{x} + 3\vec{y}.

 

Lösung: Um den Vektor \vec{z} zu bestimmen, müssen wir wie folgt vorgehen:

 

\displaystyle \vec{z} = 2(1, 2) + 3(3, -1) = (2, 4) + (9, -3) = (11, 1)

 

Somit

 

\displaystyle \vec{z} = (11, 1)

 

2 Drücke den Vektor \vec{z} = (2, 1) als Linearkombination der Vektoren \vec{x} = (3, -2) und \vec{y} = (1, 4) aus.

 

Lösung: Wir nehmen an, dass \vec{z} als eine Linearkombination von \vec{x} und vec{y} geschrieben werden kann. Das heißt, es gibt Konstanten a, b und somit gilt \vec{z} = a \vec{x} + b\vec{y}. Wir müssen also nur die Konstanten bestimmen:

 

(2, 1) = a(3, -2) + b(1, 4) = (3a, -2a) + (b, 4b)

 

Somit

 

(2, 1) = (3a + b, -2a + 4b)

Wir müssen also das folgende lineare Gleichungssystem nach den Konstanten a, b auflösen:

 

\displaystyle \begin{cases} 3a + b = 2\\ -2a + 4b = 1 \end{cases}

 

Dessen Lösung ist gegeben durch

 

\displaystyle a = \frac{1}{2}, \quad b = \frac{1}{2}

 

Somit können wir \vec{z} wie folgt schreiben

 

\displaystyle \vec{z} = \frac{1}{2} \vec{x} + \frac{1}{2} \vec{y}

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Katrin

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.