Dieser Rechner kann mit dem RREF Matrix Problem helfen. Er reduziert nicht nur eine angebene Matrix in eine normierte Zeilen-Echelonform, sondern zeigt auch die Lösungen von den in der Matrix eingegebenen elementaren Zeilenoperationen. Matrizenrechner. Die Definitionen und Theorie kann man unter dem Rechner finden. Rechner für die normierte Zeilenstufenform einer Matrix Nnormierte Zeilenstufenform einer Matrix (RREF) Die Datei ist sehr groß; Beim Laden und Erstellen kann es zu einer Verlangsamung des Browsers kommen. Normierte Zeilenstufenform einer Matrix
Eine Matrix ist in einer Zeilenstufenform wenn
alle Nichtnullzeilen (Zeilen mit mindestens einem nicht-Nullen Element) sind über den allen Nullzeilen
der Zeilenführer (die erste Nichtnullzahl von links, auch Pivotelement genannt) einer Nichtnullenzeile ist immer rechts von dem Zeilenführer von der oberen Zeile (obwohl es in einigen Texten steht, dass der Zeilenführer 1 sein muss). Beispiel einer Matrix in REF-Form:
Eine Matrix ist in einer reduzierten Zeilenstufenform (RREF) wenn
sie in einer Zeilenstufenform ist
der Zeilenführer in jeder Nichtnullzeile ist 1 (Führende 1 genannt)
jede Spalte mit einen Zeilenführer hat sonst nur Nullen
Beispiel einer Matrix in RREF-Form:
Umwandlung in die normierte Zeilenstufenform
Sie können eine Sequenz von elementaren Zeilenoperationen nutzen um jede Matrix in eine Zeilenstufenform oder in eine normierte Zeilenstufenform umzuwandeln.
Es gibt nun eine besondere Art von Gleichungssystemen, die besonders einfach zu lösen sind. Man nennt sie Gleichungssysteme in Zeilenstufenform. Dies bedeutet, dass das Gleichungssystem so
anordbar ist, dass der erste Index der Zeile immer größer ist als der ersten Zeile darunter. Also so:
3X 1 +16X 2 +15X 3 +5X 4 = 16
X 3 +X 4
+3X 5 = 4
3X 4
+4X 5 = 0
Wie man sieht ist der erste Index 1. Der erste Index der 2. Zeile ist 3 und der erste Index der 3. Zeile ist 4. Es ist also 1<3<4. Deshalb ist das Gleichungssystem in Zeilenstufenform. Allgemeine Lösungsschritte:
Liegt Zeilenstufenform vor, setzt man in die letzte, also n-te Gleichung (die Unterste) für alle Variablen bis auf eine beliebige Zahlen ein. Dann gibt es eine eindeutige Lösung. Dann setzt man die selben Zahlen für die Variablen in die nächste Gleichung darüber wieder ein + die Variable die man gerade bestimmt hat. Zeilenstufenform online rechner translate. Nochmal von vorne bis man alle Gleichungen durch hat. Beim Beispiel von oben setzt man also beispielsweise 1 für X 5 ein und löst nach X 4 auf.
Man muss nicht selbst rechnen, dadurch bleibt der Kopf für das Erlernen der grundsätzlichen Umformungsschritte frei. Zeilenstufenform | Mathebibel. Hat man erstmal den Ablauf des Algorithmus verstanden, steht selbständigen Rechnungen nichts mehr im Wege. Bei der Eingabe müssen folgende Dinge beachtet werden:
Eine Matrix eingeben, diese wird automatisch vom Programm eingelesen und geprüft sowie dargestellt. Die Buttons und Eingabefelder sind für die drei elementaren Zeilenumformungen. Ziel ist es, die Matrix in ihre normierte Stufenform zu bringen.
Bitte beachten Sie, dass jede Matrix eine einzigartige normierte Zeilenstufenform hat. Elementare Zeilenoperationen:
Zwei Zeilen umtauschen. Gauß-Jordan-Algorithmus. Eine Zeile mit einer Nichtnullkonstanten multiplizieren
Das Vielfache einer Zeiler zu einer anderen Zeile hinzufügen. Elementare Zeilenoperationen behalten den Zeilenraum der Matrix bei, sodass die resultierende normierte Zeilenstufenform en Zeilenraum der ursprünglichen Matrix enthält. Der obenstehende Rechner zeigt alle elementare Zeilenoperationen schrittweise an, sowie deren Ergebnisse, welche für die Umwandlung der gegebenen Matrix in RREF benötigt werden.
Beispiel 4 Wandle die Matrix $$ \begin{pmatrix} 2 & -1 & 0 \\ -2 & 2 & -2 \\ 2 & -1 & 0 \end{pmatrix} $$ in Zeilenstufenform um. Zeilenstufenform online rechner. $$ \begin{array}{rrr|l} 2 & -1 & 0 & \\ -2 & 2 & -2 & \textrm{II} + \textrm{I} \\ 2 & -1 & 0 & \textrm{III} - \textrm{I} \\ \hline {\color{red}2} & -1 & 0 & \\ 0 & {\color{red}1} & -2 & \\ 0 & 0 & 0 & \end{array} $$ Beispiel 5 Wandle die Matrix $$ \begin{pmatrix} 1 & -1 & 2 \\ -2 & 1 & -6 \\ 1 & 0 & -2 \end{pmatrix} $$ in Zeilenstufenform um. $$ \begin{array}{rrr|l} 1 & -1 & 2 & \\ -2 & 1 & -6 & \textrm{II} + 2 \cdot \textrm{I} \\ 1 & 0 & -2 & \textrm{III} - \textrm{I} \\ \hline 1 & -1 & 2 & \\ 0 & -1 & -2 & \\ 0 & 1 & -4 & \textrm{III} + \textrm{II} \\ \hline {\color{red}1} & -1 & 2 & \\ 0 & {\color{red}-1} & -2 & \\ 0 & 0 & {\color{red}-6} & \end{array} $$ Anwendung Liegt eine Matrix in Zeilenstufenform vor, kann man den Rang der Matrix ablesen. Zurück
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