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04.02 Existenz von Lösungen linearer Gleichungssysteme


CC-BY-NC-SA 3.0

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fürdie Existenzähmindestensvon Lösungenschreibe das ganze mal um das Gleichungssystemvon eben dreiundzwanzigX das steht dort noch vorgedruckterdreiundzwanzigX plus fünfundvierzig Y minus drei Zplus Wist gleich siebenich mache Schweifklammer davon zu sagen alle gleichzeitigman könnte ein biologischesunter vorschreibenist nicht so üblichmarxistisch weiß Klammer zu sehenzwar Y minus Zplus sechs B ist gleichminus dreiund hätte ich gerne noch minus fünfzehnX plus fünf Yminus drei Bist gleichfünf das war mein Original Gleichungssystemdas vor mich jetzt um?? die nächste ZeileLeertaste seindas vom jetzt um mithilfe von Vektorendrei Gleichungenin eins das schreit nach einer Gleichung für Dreiervektorenhinten steht dochder Vektor sieben minus drei fünf offensichtlichdie drei gleichen zusammen nehmen wenn sie hinten in Schreiben sieben minus drei fünfBeistrich die man übereinander setzensiebenBedarfsschädenam Siemens drei fünfhier steht etwaswie der Vektorvier W sechs W minus drei Wegekönnen Sie die noch netter schreibenhier ziehen Sie das WE rausalsomal zuvier?? sechs minus drei malwiebei den anderen genausodavor stets minus drei minus Z null ?? minus drei minus eins oder minus drei minus eins nullmal selbstdavor steht fünf wird sich zwei fünf ?? Y?? Y und vorne haben wirXdrei zwanzig null minus fünfzehn dreiundzwanzigfünfzehn?? damit habe ich jetztmeinenschuhmäßigesIhresgleichensystemumgeschriebenmit Vektorenals es ist eine einzige Gleichung aber eine Gleichung für Vektoren dreier Vektorund damit hat man nun eine geometrische Interpretationfür dieses Gleichungssystemdas hier könnte das lieber sein was Ströme und Spannungen geschrieben hatund hier richtet sich eine geometrische Interpretationdenn was hier steht heißtvon diesem Vektor drei nullminus fünfzehnnehme das sechsfacheUnternehmen von den nächsten Vektorzweiundvierzigzwei fünfdas BY Fachunternehmenvon diesem Vektorminus drei minus eins das Z fache und nehme von dem Vektordas W facheaddiere all das zusammen und dann soll gefälligstsieben minus drei fünf rauskommenPunkt die Frage ist also wie kann ich vier Vektoren mischen diese vier Vektoren lassen die Spalten des ursprünglichen linearen Gleichungssystemsauf der linken Seitewie kann ich diese vier Vektoren mischenum das rauszukriegenwas auf der rechten Seite stehtder rechten Seite einen Namen geben das heißt gerne die Inhomogenitätender hierInhomogenitätenwenn da nichts stünde null null nullnull nicht Nichts sondern bei der Nullstellenmit einer Nullvektor Stundefür die Gleichungdas Leichensystem homogen heißenArmdeutlich besser später bei den Differenzialgleichungenmuss das etwas klarer was homogen heißtalso wenn's in den Jahre in das gleiche System haben soundsoviel mal die einem Bekannten zu??und keineneher losen Term dann aber ?? null null null auf der Seite ist es homogenalles andere als inhomogenwas der übrig bleibt als die Inhomogenitätender geometrische Job ist also diese ?? in Homogenitätzu bilden aus den Vektoren die vor den unbekanntendas heißt ich kann ein geometrisches Kriterium angebenfür die Lustbarkeitsteht im Textähmdas Gleichungssystemist also genau dann lösbarGleichungssystemgenau dann lösbarBeistriches ist genau dann lösbarwenn ich den Vektorganz rechts die in Homogenitätinder Hetzausden Vektoren vor den unbekanntensolltest Weitkoeffizientenvektorenin denen das also der Koeffizientenvektorenbilden kann ?? aus Qsie einen schönen?? bildenwenn das nicht gelingtist das Ding nicht lösbar wenn sie diesen Weg durch die auf keine Weise durch Überlagerung der vier hinkriegenPunkt Canon gibt's also keine Kürzungen sind kein Weg um das hinzukriegen des gleichen System ist nicht aneine Übersetzungausja aus der nackten Analyse von Gleichungssystemgibt es eine Lösungzu Vektoren hin kann ich diesen Vektormit den vieren auf der linken Seite bildenuns fünf unbekannte sind natürlich fünf Vektoren ist eine ganz sind drei Vektoren ?? drei Gleichungen haben eben alle diese Vektoren drei bis vier Gleichungen haben eben alle diese Vektoren im vierund so weitersie nebenbei dass sie Vektoren an verschiedenen Stellen auftauchen wir haben einmalX Y Z W die Menge aller Ziffer sind wiefür die das lösbar ist die Lösungsmengeein Teilmenge vom R vierund hier tauchen plötzlich drei Vektoren aufsowohl die Zahl der Gleichungendannals Dimension aber auch dann die Zeit des Lösung die Dimension des Lösungsraumsdie Zahl derUnbekanntenals diebeiden Richtungenund das ging ?? nochkompakter hingeschrieben versichert man schon eine erste Idee Spalten überlagern aber das was da steht Komma noch kompakter hinschreibenfünfdas GleichungssystemKomma Schnitt das Gleichungssystemvon ebenkann ich noch kompakter hinschreiben schottet dann gemeinhin aus der Unstetigkeitnoch kompakter hinschreibendas hier auf der linken SeitePunktalsofünf siebenfünfals hier auf der linken Seite stehtschreibe ich als eine Matrixmal einen Weg zur?? der Vektor wird seinder LösungsvektorXY ZWwas muss links oben stehendas heißt sie können tatsächlich einfach jetzt diese Zahlen ganz dummins Matrix übertragen?? dreiundzwanzigfünfundvierzigminus dreiviernull zwei minus eins sechs und runden stets minus fünfzehn fünf null minus drei minus fünfzehn fünf nullminus dreidennwenn ich jetzt das ausrechnen würdegewürdigt auf die sieben komme ich müsste rechnen dreiundzwanzigmal X Plus fünfundvierzigmal Y minus drei Mal Z plus vier mal W müsste die sieben gebendann zwanzig Euro wäreda ein zwanzigstem wird sich im Semestersettingder Siemens ist die gleicheund die anderen genausodas heißt es gibt noch kompakterstatt dass ich Vektoren überlagerekann ichmeine mal meiner?? gleichen System mithilfeeiner einzigen Matrix und einesVektor schreiben das Ding nennt sich dann die KoeffizientenmatrixUSiekönnenSie das Videoin MeterMatrixnennt sich dasdass sie in schon das war die InhomogenitätenteilsetwasPunktdie Frage ist also?? kann ich einen Vektor im R vier findensodass die Koeffizientenmatrixdiesen Vektorzu der in Homogenitätmachtund das ist eins zu eins Situationenüber die bei den geometrischen Abbildungen hatteneinenwasJahrDrehungsmatrixich multiplizierewas von Rechtsanwalt Drehungsmatrixund was rauskommt ist was sie Drehungsmatrixausmachtoder hier ich modifizieren X Y mit dieser Skalierungsmatrixund was rauskommt ist Rasseskalierungaus dem Y machtich habe also an Transformationund frage mich was muss ich Informationenrein steckendamit das gegebene rauskommtwas hier drin stand das könnenwieder Widerstandswerteund vorgegebene Spannungen seienmathematisch ist das dann egal abstraktfrage ich mich so anderen Summationvom R vierin den dreiwie kann ich jetztmeinen original so einstellen man OriginalsubstanzNW so einstellen dass aus dieser Tanzformationdas gewünschte Bild rauskommtbrechen Punkt ?? einsetzenhier heißt Existenzvon Lösungenkann diesein Homogenitätaus der Matrix rauskommtsteht auch für den Textarmalso was ich jetzt weiß das leider gleichen System ist lösbargenau dannzwargenau dannwenn die in Homogenitätaus der Koeffizientenmatrixherauskommen kann?? den TextKoeffizientenherauskommenes bisschen lustig formuliertaber ich hoffe es klar was ich meine?? gibt es ein Vektor X Y Z Wsodass die käuflichen Matrix mal diesen Vektordie in Homogenitätisthier sondern auch schon gar nicht mehr von derLösung wirklich die Redeich rede nur noch von der Koeffizientenmatrixeine Eigenschaft der Koeffizientenmatrixwelche Vektorenkönnen aus der ?? sind Matrix überhaupt rauskommenüber das hierbei denDrehungenbei der Drehung um zweiundvierzigGrad welche Ortsvektorenkönnen aus so einer Drehung rauskommenaus dieser Matrix kommen wirklich alle Vektoren raus wenn sie den Ortsvektor von dem Punkt raus haben wollen ?? aber den ?? Punkt wenn sie um zwanzig Grad nach untenwenn sie dessen Ortsvektor des Einsätzenkommt der oben wieder raus das endlich mit jedem Punkt machen aus dieser Matrixkommen alleVektoren rausausdieser Matrix kommen alle Vektoren rausgleicherGedanke wenn ich ein bestimmten raus haben willkomm ich einfachnicht einsetzen müssen ?? um den ?? rauszukriegen?? nehmen Sie einfach ein Drittel von dem X Wert und die Hälfte von Y Wert den setzen Sie einden raus das ganze mit jedem machen als auch aus dieser Matrixaus der Skalierungsmatrixhierkönnen alle raus kommensehen das es also hiertypisch Smith bei quadratischen Matrizen ist das typisch das alle herauskommenkönnenspäter auch das dann im allgemeinen doch nicht mehr so typisch aber bei quadratischen Matrizen ist es üblich dass alle möglichen Vektoren herauskommendas heißtsollten auch keine Aktion einmischt seinen bestimmten rauszukriegen diese Matrix ist nichtquadratischaneine sogar noch besser sie hatvier Spalter drei Spaltenhöchstwahrscheinlichkann dieser rauskommenaber das ist nichtGesetz das der rauskommen muss und endlich habenund dasmüsste jetzt untersuchenum festzustellen Gleichungssystemeine Lösung ?? besitztob eine Lösung existiertalso die Existenz der Lösung untersuchen