1

Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen

Gegeben sind die Matrizen:

Berechne:

Lösung

Wir addieren die Elemente, deren Position in beiden Matrizen übereinstimmt:

2

Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen

Gegeben sind die Matrizen:

Berechne:

Lösung

Wir subtrahieren die Elemente, deren Position in beiden Matrizen übereinstimmt:

3

Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen

Gegeben sind die Matrizen:

Berechne:

Lösung

Wir multiplizieren die Zeile mit der Spalte , um das Element zu erhalten

4

Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen

Gegeben sind die Matrizen:

Berechne:

Lösung

Wir multiplizieren die Zeile mit der Spalte , um das Element zu erhalten

5

Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen

Gegeben sind die Matrizen:

Berechne:

Lösung

6

Zeige, dass folgende Annahme stimmt


Zeige, dass gilt: , wobei:

Lösung

1 Wir berechnen

2 Wir ersetzen auf der linken Seite der Gleichung und berechnen

Somit haben wir bewiesen, dass die Annahme richtig ist.

7

n-te Potenz einer Matrix


Angenommen,  ist die Matrix .

Bestimme für

Lösung

1 Wir berechnen

2 Wir berechnen

3 Wir stellen fest, dass das Element auf der Position mit der Potenz von übereinstimmt, weshalb wir die Potenz als angeben

4 Wir sehen uns an, ob die vorgeschlagene Formel für die Potenz gilt

Wir wissen nun, dass die vorgeschlagene Formel für irgendeine Potenz gilt

8

Inverse Matrix


Berechne die inverse Matrix für:

Lösung

1 Erstelle eine Matrix vom Typ

2 Wende den Gauß-Jordan-Algorithmus an, um die linke Hälfte, , in die Einheitsmatrix umzuwandeln. Die Matrix, die auf der rechten Seite resultiert, ist die inverse Matrix .

Wir berechnen

Wir berechnen y

3 Die inverse Matrix ist

9

Gleichungssysteme mit Matrizen


Ermittle die Matrizen und , die das folgende Gleichungssystem bestätigen:

Lösung

1 Wir multiplizieren die zweite Gleichung mit

2 Wir addieren die einzelnen Elemente und lösen nach auf

3 Wenn wir die erste Gleichung mit 3 multiplizieren und Element für Element addieren, erhalten wir:

10

Problemanalyse mit Hilfe von Matrizen


Eine Fabrik produziert zwei Modelle von Waschmaschinen, und , in drei Ausführungen: und .

Es werden vom Modell Einheiten in der Ausführung , Einheiten in der Ausführung und Einheiten in der Ausführung produziert.

Es werden vom Modell Einheiten in der Ausführung , Einheiten in der Ausführung und Einheiten in der Ausführung produziert.

Für Ausführung sind Produktionsstunden und Verwaltungsstunden nötig. Für Ausführung sind Produktionsstunden und Verwaltungsstunden nötig. Für Ausführung sind Produktionsstunden und Verwaltungsstunden nötig.

1 Stelle die Gegebenheiten in Form von zwei Matrizen dar.

2 Bestimme für jedes einzelne der Modelle eine Matrix, die die Stunden für Produktion und Verwaltung darstellt.

Lösung

Matrix für die Produktion:

Zeilen: Modelle ;        Spalten:  Ausführungen

Matrix für den Aufwand in Stunden:

Zeilen:  Ausführungen ;    Spalten:  Aufwand in Stunden:

Matrix, die die Stunden der Produktion und Verwaltung für jedes einzelne Modell ausdrückt:

11

Rang einer Matrix


Berechne den Rang der folgenden Matrix:

Lösung

span class="sa">1 Wir rechnen

span class="sa">2 Wir rechnen

span class="sa">3 Wir rechnen

Deshalb gilt .

12

Gleichungen mit Unbekannten in Matrizen


Gegeben ist:

Berechne den Wert von in den folgenden Gleichungen:

Lösung

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

 

13

Gleichungen mit Unbekannten in Matrizen


Gegeben ist:

Berechne den Wert von in den folgenden Gleichungen:

Lösung

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

14

Gleichungen mit Unbekannten in Matrizen

Gegeben ist:

Berechne den Wert von in den folgenden Gleichungen:

Lösung

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

15

Gleichungen mit Unbekannten in Matrizen


Gegeben ist:

Berechne den Wert von in den folgenden Gleichungen:

Lösung

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

16

Gleichungen mit Unbekannten in Matrizen

Gegeben ist:

Berechne den Wert von in den folgenden Gleichungen:

Lösung

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

Wir bestimmen die Variable in jeder der Gleichungen

17

Von einem Gleichungssystem zu einer Matrix
Löse das System in Form einer Matrix:

Lösung

1 Wir schreiben in Form einer Matrix

2 Wir lösen die Gleichung

3 Somit ist die Lösung

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Katrin S.

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.