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06D.1 Cramer-Verfahren am Beispiel; Begründung


CC-BY-NC-SA 3.0

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geradedie löst sie dieses Leitungssystemgenial ?? System mit KramerX Windows selbst soll eins seienzweiXplus Ysoll Null seinPunkt vier Yplus zwei selbst ist auch gleichKramerPunkt ?? das Wort mit Kramer versuchen was ist eigentlich die Voraussetzungder Milchkammeranwenden kann?? drei unbekannte drei gleich mit drei gleichen Zeitraum begann sie auf eine nicht X Y Z darunter unbekanntendann darf man Kramer versuchen nur dann hat die Determinante irgendeine Chanceprobieren Sie das war interessiertaußer Schimmelkann man könnte jetzt direkt hinschreibenX gleichKomma dass sie einen Schritt einen Zwischenschritt würde ich sicherheitshalber habenaus diesem in der Gleichungssystemetwas machen was aussieht Matrixmal gesuchter Vektorist gleichin Homogenitätzu stell ich mir das eigentlich eher vor das übersetzen MatrizenvektorenX minus selbsteinmal Xnormal Yminus einmal sciencezwei plus Y das heißt jene zwei Xaus Y deiner eins null mal sechsda die nullvier und drei aber Y bei Z vierund drei Firma Gibson dreimal Z null mal Xzusammen nullsoweit ?? gemacht ??lieber noch mal etwas klares jein passiert sichert die KoeffizientenMatrixund ich habe diein Homogenitätund ich habe den Lösungsvektorden gesuchtenLösungsvektorist das ?? Komma wo Kramer herkommt ?? man jetzt ebenbrutalnach Rezept vorgehtwäre das erste Land der gemacht und wird hier die Determinante der Koeffizientenmatrixberechnet daraus die Determinantedas macht also eins null minus eins zwei eins nullnull vier drei aus der Matrix ihre Determinante zu machengesetzliche runde Klammer zu Beistrich ihr Formatund rechnen nach seriöseinmal ein zwei drei sind drei plus null mal null mal null sind nullplus minus eins mal zwei mal vier also minus achtminus jetztdieAnführungszeichen die diagonalminus null mal irgendwas sehr schön minusvier mal null auch egalminusdrei hundert auch egalmacht drei minus acht sindminus fünfdie Determinante der Koeffizientenmatrixist minus fünf versagte das jetzt über das Gleichungssystemdas wesentliche ist das ist nicht nullGlück gehabt sozusagenwenn diese Determinantenull wäredann hätte ich jetzt ein größeres Problem mit dem Kramer Verfahrendiese Determinante ist nicht ?? deshalb das Kammerverfahrenrecht hat noch malwarum das ein Ärger ist wenn das null ist wenn die Determinantenull ist heißt dasdass diese Matrixsoundso viel Kubikmeterein Volumen von zwanzig Kubikmetern zunull mal zwanzig Kubikmeter machtdiese Matrixglättet sozusagen das Volumen oder macht soweit nur zu einer einzigen gerade oder macht es sogar nur zu einem einzigen Punktwenn das Volumen verloren geht durch die Matrixdann heißt das insbesonderedas sich alles mögliche rauskommen kanner sich vor sie gehen ihr vorne mit einem kompletten Volumen reinin die Matrixund stellt fest dass aus der Matrixnur eine Ebene oder sogar nur noch eine gerade rauskommtdenn wissen Sie auf der rechten Seite kann nicht jeder beliebige Vektor stehenwenn nur noch eine eben nur eine gerade ?? Punkt raus kommt aus der Matrix muss ein komplettesund ein komplettes es muss das komplette Volumen wieder rauskommen aus der Matrixmal irgendein Faktor ungleich nullnur dann kann auch recht jeder Vektor vorkommendas warein wesentlicher Gedankezum Rank dann die Determinantein die null ist kann der Banknicht groß genug sein die Determinanteungleich null ist nur dann kann der Bankier auch tatsächlich drei seines kann alles Vektoren rauskommenVolumen Reinvolumenraus nur dann kommt jederVektor wieder rausalso ich sehe die Determinante gleich nur deshalb ?? ich ein Problem das nicht als auf der rechten Seite stehen kannumgekehrtwenn ich so ein Problem habe heißt das ich verliere mindestens eine Dimension im Kernbesaß ich kann diese Vektoren hier nicht mehr eindeutig bestimmen ?? Gleichzeichen Problem der Eindeutigkeitsobald die Determinante null ist an sie sowohl ein Problem mit der Existenz von Lösungen blieb nicht immer für jeden Vektor rechts jede in Homogenitätgeht es nicht leicht für einigenull null null auf jeden Fallder Problem mit der Lesbarkeitzum gleichen System ist nicht immer lösbar ?? nachdem es auf der rechten Seite steht für die Determinante null ist unser Problem mit der Eindeutigkeitsie können hier verschiedene Vektoren nehmen wenn's überhaupt einen gibthier ist die Determinante ??ungleich null das heißtdieses Gleichungssystemist garantiertlösbar und zwar eindeutiglösbar??ich schreibe maleinfach nur mehr zur inneren Existenzes gibt LösungenundEindeutigkeites gibt genau eine Lösungmit einer sagen wenn es eine Lösung gibt dann gibt es auch nur eine Lösungseindeutigkeitoder sondern bisschen viel Philosophiedie nebenbeikrank und kehrt von dieserMatrixwas der Rang und das ist der Defekt von dieser Matrixso krank ist drei Defekt bis nullgerade weil ich es kommen alle drei Wassers alle drei es kommen drei Dimensionen wieder aus der komplette Erdreich wieder raus der Rang ist also drei die Dimension des Bildes des Weißen Hauses dreidas heiß ist ?? nicht im Kern verloren ?? Dimension des Geldes nur der Defekt ist null Punkt drei defekt null folgt sofort daraus dass die Determinante ungleich null istKomma zusammensodas ?? zwischen Bemerkungall das überlegt man sich dann natürlich nicht wenn man stur das Kammerverfahrenanwendenich wollte nur mal die Zusammenhängeherstellenwir wissen jetzt das würde man tun ?? Verfahren müssen die Koeffizientenmatrixdavon die Determinante ist nicht null das Kammerverfahren muss zum Erfolg führenkann man jetztja ausrechnenKomma wo er die Rechnung kommtalso ich teile unten durch dann minus fünf durch die Determinante der Koeffizientenmatrixum X zu bestimmen setzt sich die erste Spalte durch eins null null?? beiden Spalten bleiben stehenKomma warumdas eigentlichen ganz banalen Grundausrechnenist nicht die große Kunstwieder seriös einmal ein zwei drei sechs drei plus null mal Normalnull?? ist nichtbloß Wiens als manuelles nichtminus nur BeistrichMinusschreibensbleibt so minus vier mal null ist wieder Nix ?? mal eins natürlich aber eindeutig drin minus einmal ohne auch nichts minus null so gibt alsominus dreifünftelYund YTeil wieder durch minus fünfund jetzt die zweite Spalte setzen eins null null die dritte Spalte bleibt stehen minus eins null drei die erste Spalte warein zwei nullzweinullfünfService einmal nur ?? ist nichteinmalund so weitereinmal zweimal ?? ist wieder nichts minusNummerauch nichtsminus sondern auch nichts minus drei mal zwei mal eins alsominussechs an dieser Stelleminus drei mal zwei mal eins machtfünftelhier ein Minus weil sie in ?? Und-Zeichen Nebendiagonaleistund von der und nördlich an das Minus von der Determinanteder Koeffizientenmatrixund dann noch selbstich teilesie eng durch minus fünf die letzte Spalte austauschendie erste Spalte war eins zwei null die zweite war null eins viereinmal als manuelles null null Mann schon wieder null einmal zwei mal vier sind acht minus null mal irgendwasminus vier Mal nun mal irgendwasminus normalerweiseirgendwaseinfach Aufgabesind minus acht fünftelwas soll man einmal gerade eine gleichen Proberechnenlohnt sich eigentlich wirklich aber ich bin auch ?? zu Firmen Bruchrechnen jaumdie erste Gleichung nehmen X minus Z soll eins seinminusdrei fünftelminusminus acht fünftel oder ?? Klammer auf schreiben die erste Gleichung wäre minus drei fünftelminusminus acht fünftelund das solleins seinminus drei fünftel plus acht fünftelminus drei plus achten tatsächlich fünf fünftel auf der linken Seite die erste Gleichung wäre erfüllt und genauso??man jetzt ganzauf Nummer sicher gehen will sollte ?? die anderen beiden prüfenich weiß an dieser Stelle mathematischemstimmen ich kann mich nur noch verrechnet haben scanmathematischenschief gegangen seinsehr gute Frage warum macht man das jetzt zu umständlichsie hätten eher schlicht und ergreifend einsetzen können und auf?? voneinander abziehen können dieses Jever zu Fußviel leichter zu lösenan das ?? jetzt eine Fingerübung stellt sich vor der stündlich sowas stellen sich vor der Stundezwei Komma vier mal X minus drei Komma sieben ?? Y plus fünf Komma acht meist Z ist gleichachtundneunzigKomma sieben und so weiter stellt sich so vor sie würden es ja genauso rechnen kann sie würden besonders die man zu Fuß rechneteStevens insbesondere genauso programmieren könnenich hab jetzt einfachsehrsimpel Zahlen wir stehen mit diesen simplen Zahlen würde man das natürlichim wahren Leben anders rechnen Klammer zu überhaupt zu Fuß rechnen würdeaber die sehen jetzt das was ich hier vorgeführt habe das wird auch mit total fiesen Zahlen funktioniert es wird vor allem auch programmierbar sein kann ?? tatsächlichlauterVariablen hier einsetzenA eins eins mal X plus Aeins zweimal Y und so weiter und so weiter ist gleich B einsund so weiterund alles was ich je gemacht habe in allgemeinen Formeln schreiben und es müsste immer noch funktionierenund eben zwischendurch müßig dieses überprüfen ist die Determinanteder Koeffizientenmatrixungleich nullist Punkt sinniert allgemeindie zahlenmäßigso simpel das als natürliche Zahl sei nicht zu rechnen würde aber wie gesagtauch nicht das man im wahren Leben tatsächlich dasso außergewöhnliches einfach in Rechnerei zu hauen?? ziemlich dass man einmal auch sieht warumwarum bitte geht das soähnlich wie die linke Seite aus Buchstabe I vertreibt das ?? ähm dann sehe ichja das muss ja so sein kann ganz anders sein ?? hat dennoch weiterhineinsnulleins stand dazweieinsnullnull vierdrei malden Vektor X Y Z ist gleich eins null null?? ist was hier auf der linken Seite stehtdas kann ich auch so schreiben es ist diesmal der Weg zur eins zwei null plus Y mal direkter null eins viergroß Z mal der Vektor minus eins null drei?? was sie Nix passiert X mal eins Plus Y mal null plus Z mal minus eins ist eins es ist unsere erste Gleichung gewesen Punkt sie können dieses Produktmatrixmal Vektor auch so auffassensie nehmen X mal die erste Spalte Y meine zweite Spalte Z mal die dritte Spalteim Ballett Leerschritt ?? wieder eins null nulles mit einzelnen modifizierensie es Spalte rausund so weiterVerallgemeinerungdavorsowas will ich es also tun ??ich will den Vektoreins null null Ausdrückenmit den Vektor eins zwei null null eins vier und minus eins null dreiich löse mein Gleichungssystemdas heißt eigentlich Michel jedes Ergebnis zusammen aus X Y Z eigentlich fragen Siedannfür Gin und Life Tonic und Wasser Komma brauchen sie um irgendeinen bestimmten Cocktail zu mischen eine fragen Sie das was die Mischungsanteilevon diesen drei Spaltungsvektorendass es eilig das lineare Gleichungssystemman jetzt hier sieht wie mächtig die drei Spaltenum das zu kriegen was auf der rechten Seite steht die in HomogenitätPunkt jetzt kommt die Determinantewas ist der Trick mit der Determinantejetzt folgendes Bilderich schreibediese Matrix sind tausche aber die erste Spalte durch eins null null ausnullnull eins viereins null dreidas einfach mal hinschreiben diese Matrix erste Spalte durch Homogenität austauschenDeterminanteschön dann steht da folgendesdiese erste Spalte die will ich also zerlegenin der ersten Spalte steht X mal eins zwei nullPlus Y mal null eins vierplus Z mal minus eins null dreidas ist mein Jobbeim Lineal Gleichungssystemich möchte hierwas auf der rechten Seite stehtausdrücklich als Mischung von den Spaltenmir stetsnull eins vier minus eins null drei weiterhin zusätzlich als mathematischesExperimentin meine Matrix sollte die erste Spalte aus gegen die in Homogenitätdie in Homogenität solcher ausdrücken können mit den drei Spaltensagt man Gleichungssystemdie Eigenschaften der Determinantebenutzen kann ich das hier vereinfachenwie können Sie diese Determinantehier vornsteten Wahnsinnsausdruck?? Erstspaltewie können Sie diese Determinante vereinfacheneineder Rechenregelnich kann ein Vielfaches einer Spalte auf eine andere nicht dieselbe auf eine andere addieren und die Determinante ändert sich nichts Besonderes Fixierung zu tunda bleibt die Fläche das VolumenKomma weil man ein Flugticket das Volumen dreimal drei gleichBeistrich dass hier scharf an das ist ja lustig wenn ich von dieser Spaltedes minusY facheauf die erste Spalte addiere ist der Wegtricksiebzehndas heißt es hat sich nichts geändert ?? sie können hier dieses Mal Y den Vektor mal bitte einfach raus streichen es ändert sich nicht die Determinantedie ?? ausgeliehen wird muss dieselbe seinvon dem Dingdas einfache abziehen von der ersten Spalte des wegund es darf sich die Determinante nicht geändert habenwas macht man dann was lustig ist ?? noch mal der letzten Spaltehiervon nehmen Sie das minus Z facheaddieren müssenauf die erste Spalte und dann ist der Wegohne dass sich die Determinante geändert hatund endlich raus hier steht jetztin der ersten Spalte des x-fache von eins zwei nullund dann steht hinten weiterhinnull eins vier minus eins null dreiden ?? nicht losgeworden dem ?? nicht losgewordeneinfach nur durch die Rechenregeln der Determinantewas kann jetzt mit dem X veranstaltenVielfaches in einer Spalte haben es einfach raus ziehen das Volumen wird dann javervielfacht entsprechendes X können Sie raus in das heißt das ist X maleins zwei null null eins vierminus eins null dreiso wo sind jetzt die Kammer Regelhier haben sie was bei Kramer oben steht was im Zähler stehtdie Koeffizientenmatrixdavon die erste Spalte ersetzt durch das Wasser der rechten Seite steht davon bittet die Determinante das sie bei Kramer im Zählerhier steht was bekam ein Nenner steht dieDeterminante der Koeffizientenmatrixund wenn das jetzt hier ungleich null ist das wer die Voraussetzungfür die Determinante der offiziellen Matrizenrechnungmüssen sie dadurch teilnahm X gleichendiese Determinante durch diese Determinante dass es Krameres einfach ganz schlichte Folgerung aus der Rechenregeln für Determinantengenauso Beistrich Y für Z wirklich vor und genauso wird vier mal vier super fünf mal fünf istes hundert mal hundert ist ein rechnen Sie bitte nicht so Determinantenin hundert mal hundert österreichische Geschichtesollte man nicht unbedingt bessere Verfahren dafür für zwei mal zwei Komma drei vier mal vier kann man's so rechnenmuss man notfalls gerade noch so mit Blatt Papier hinkriegt wobei ich nicht empfehlen würde das ernsthaft zu Fuß zu rechnen insbesondere nicht mit komplizierten Zahlenweil es ?? Programme gibt die das können