{"id":308,"date":"2023-07-06T14:08:28","date_gmt":"2023-07-06T14:08:28","guid":{"rendered":"https:\/\/mathority.org\/de\/diskussion-von-gleichungssystemen-mit-parametern\/"},"modified":"2023-07-06T14:08:28","modified_gmt":"2023-07-06T14:08:28","slug":"diskussion-von-gleichungssystemen-mit-parametern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mathority.org\/de\/diskussion-von-gleichungssystemen-mit-parametern\/","title":{"rendered":"Diskussion von gleichungssystemen mit parametern"},"content":{"rendered":"<p>Auf dieser Seite erfahren Sie, wie Sie ein <strong>Gleichungssystem mit Parametern<\/strong> diskutieren und l\u00f6sen. Dar\u00fcber hinaus finden Sie Beispiele und gel\u00f6ste Aufgaben zu linearen Gleichungssystemen zum \u00dcben.<\/p>\n<p> Andererseits ist es f\u00fcr die Analyse linearer Gleichungssysteme wichtig, dass Sie <a href=\"https:\/\/mathority.org\/de\/regelbeispiele-und-geloste-ubungen-von-cramer\/\">die Cramer-Regel<\/a> und <a href=\"https:\/\/mathority.org\/de\/satz-von-de-rouche-frobenius-mit-beispielen-und-gelosten-ubungen\/\">den Rouch\u00e9-Frobenius-Satz<\/a> kennen, da wir sie st\u00e4ndig verwenden werden.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"> Beispiel eines linearen Gleichungssystems mit Parametern<\/h2>\n<ul>\n<li> Diskutieren und l\u00f6sen Sie das folgende Gleichungssystem anhand des Parameters <em>m<\/em> :<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6ab2286d15c20029b98a5ea4622033d4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases} x+y+2z= 2 \\\\[1.5ex] -x+my+2z=0 \\\\[1.5ex] 3x+mz = 4\\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"97\" width=\"155\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wir erstellen zun\u00e4chst die Matrix A und die erweiterte Matrix A&#8216; des Systems:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-bef8e6b26595703c77c65178cbf90ffc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc}1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c} 1 &amp; 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m &amp; 4 \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"404\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Jetzt l\u00f6sen wir die Determinante von A mithilfe der Sarrus-Regel, um zu sehen, welchen Rang die Matrix hat:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e823f83f25f798bd854612a7352680d4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle\\begin{aligned}  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m \\end{vmatrix} &amp; =m^2+6+0-6m-0+m \\\\ &amp; = m^2-5m+6 \\end{aligned}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"110\" width=\"366\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Das Ergebnis der Determinante von A h\u00e4ngt also vom Wert von <em>m<\/em> ab. Wir werden also sehen, f\u00fcr welche Werte von <em>m<\/em> die Determinante verschwindet. Dazu <strong>setzen wir das Ergebnis gleich 0<\/strong> :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a2101d9a1d88f3e3d29bb4758d2fb8a6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle   m^2-5m+6 = 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"18\" width=\"133\" style=\"vertical-align: -2px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Und wir l\u00f6sen die quadratische Gleichung mit der Formel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-51910dd69f9df6fdde6dd7597f889700_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  m = \\cfrac{-b \\pm \\sqrt{b^2-4ac}}{2a}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"41\" width=\"170\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e863082ac1f9b43df4de9fe93f5eb305_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  m = \\cfrac{-(-5) \\pm \\sqrt{(-5)^2-4\\cdot 1 \\cdot 6}}{2 \\cdot 1} = \\cfrac{5 \\pm \\sqrt{25-24}}{2} =\\cfrac{5 \\pm 1}{2} = \\begin{cases} \\bm{m = 3} \\\\[2ex] \\bm{m =2} \\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"537\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wenn also <em>m<\/em> gleich 2 oder 3 ist, ist die Determinante von A 0. Und wenn <em>m<\/em> von 2 und 3 verschieden ist, ist die Determinante von A von 0 verschieden.<\/p>\n<p> Wir m\u00fcssen daher jeden Fall einzeln analysieren:<\/p>\n<p style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m\u22603 und m\u22602:<\/strong><\/span><\/p>\n<p> Wie wir gerade gesehen haben, unterscheidet sich die Determinante der Matrix A von 0, wenn der Parameter <em>m<\/em> von 2 und 3 verschieden ist. Daher <strong>ist der Rang von A 3<\/strong> .<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-842ae3b68df41813d9e409968f3ae946_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"77\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Dar\u00fcber hinaus <strong>ist der Rang der Matrix A&#8216; ebenfalls 3<\/strong> , da sich in ihr eine 3\u00d73-Untermatrix befindet, deren Determinante von 0 verschieden ist. Und sie kann keinen Rang 4 haben, da \u201ewir keine 4\u00d74-Determinante erstellen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Da dann der Rang der Matrix A gleich dem Rang der Matrix A&#8216; und der Anzahl der Unbekannten des Systems (3) ist, wissen wir durch den <strong>Satz von Rouch\u00e9-Frobenius<\/strong> , dass es sich um ein <strong>Determined System Compatible<\/strong> (SCD) handelt. :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-557185e16670c72d23eec5a3ea13b487_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 3 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3    \\end{array}} \\\\ \\\\  \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = rg(A') = n = 3  \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SCD}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"436\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Sobald wir wissen, dass es sich bei dem System um ein kompatibles determiniertes System (DCS) handelt, wenden wir <strong>die Cramer-Regel<\/strong> an, um es zu l\u00f6sen. Denken Sie dazu daran, dass die Matrix A, ihre Determinante und die Matrix A&#8216; sind:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-bef8e6b26595703c77c65178cbf90ffc_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc}1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c} 1 &amp; 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m &amp; 4 \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"404\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-aac47361358555f733a42cffecabdbe9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; m \\end{vmatrix} = m^2-5m+6\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"268\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Um x mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die erste Spalte der Determinante der Matrix A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b17f49436fdadbb014011b5c461a4a56_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle\\bm{x} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 2 &amp; 1 &amp; 2\\\\[1.1ex]0&amp;m&amp;2 \\\\[1.1ex] 4 &amp; 0 &amp; m \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{2m^2+8-8m}{m^2-5m+6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"257\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Um y mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die zweite Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6a2bf75bdabfb2c83870f1869ce19e3d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{y} = \\cfrac{\\begin{vmatrix}1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 0 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 4 &amp; m \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}}=\\cfrac{-4+2m}{m^2-5m+6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"255\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Um z mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die dritte Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eebb3c4d280afc8a9aed8877ddcd4ac5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{z} = \\cfrac{\\begin{vmatrix}  1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; m &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 4\\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{-2m+4}{m^2-5m+6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"254\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Daher lautet die L\u00f6sung des Gleichungssystems f\u00fcr den Fall m\u22603 und m\u22602:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7cba73a14f41d3314575e075f1229e87_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x =} \\cfrac{\\bm{2m^2+8-8m}}{\\bm{m^2-5m+6}} \\qquad \\bm{y=} \\cfrac{\\bm{-4+2m}}{\\bm{m^2-5m+6}} \\qquad \\bm{z =} \\cfrac{\\bm{-2m+4}}{\\bm{m^2-5m+6}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"43\" width=\"470\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wie Sie sehen, ist in diesem Fall die L\u00f6sung des Gleichungssystems eine Funktion von m.<\/p>\n<p> Sobald wir die L\u00f6sung f\u00fcr den Fall gefunden haben, dass m von 2 und 3 verschieden ist, l\u00f6sen wir das System f\u00fcr den Fall, dass m gleich 2 ist:<\/p>\n<div class=\"adsb30\" style=\" margin:px; text-align:\"><\/div>\n<p style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m=2:<\/strong><\/span><\/p>\n<p> Wir analysieren nun das System, wenn der Parameter <em>m<\/em> gleich 2 ist. In diesem Fall sind die Matrizen A und A&#8216;:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f42ec4801f3e84cd44b4e0b2ae6351cf_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc}1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 2 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c} 1 &amp; 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 2 &amp; 4 \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"377\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wie wir zuvor gesehen haben, ist die Determinante von A bei m=2 0. Daher hat die Matrix A nicht den Rang 3. Sie enth\u00e4lt jedoch 2\u00d72 Determinanten, die sich von 0 unterscheiden, zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-55ef6cd148fca7a869e14760007e1f2e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2  \\end{vmatrix} = 2 - (-1)=3 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> In diesem Fall <strong>ist der Rang von A also 2<\/strong> :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eded270b78ab3d95ce827e3ea428efb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Sobald wir den Rang der Matrix A kennen, berechnen wir den Rang von A&#8216;. Die Determinante der ersten 3 Spalten ergibt 0, also probieren wir die anderen m\u00f6glichen 3\u00d73 Determinanten in der Matrix A&#8216; aus:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2c68c742cae37c52ad2566b7feec5301_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix} 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 0 &amp; 2 &amp; 4 \\end{vmatrix} = 0 \\qquad \\begin{vmatrix} 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 2 &amp; 4 \\end{vmatrix}=0\\qquad \\begin{vmatrix} 1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 4\\end{vmatrix}=0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"412\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Alle m\u00f6glichen Determinanten der Dimension 3\u00d73 ergeben 0. Aber offensichtlich hat die Matrix A&#8216; die gleiche 2\u00d72 Nicht-0-Determinante wie die Matrix A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-55ef6cd148fca7a869e14760007e1f2e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2  \\end{vmatrix} = 2 - (-1)=3 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Daher <strong>hat die Matrix A&#8216; auch den Rang 2<\/strong> :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-80398cfd2fff647f81c0d4160f3b2f7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"81\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Da also der Rang der Matrix A gleich dem Rang der Matrix A&#8216; ist, diese beiden jedoch kleiner sind als die Anzahl der Unbekannten des Systems (3), wissen wir durch den <strong>Satz von Rouch\u00e9-Frobenius<\/strong> , dass es sich um ein <strong>unbestimmt kompatibles System<\/strong> handelt (ICS):<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-96868a2569ea0ab5ca99d8dc606d3dc9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 2 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=2 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3    \\end{array}} \\\\ \\\\  \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = rg(A') = 2 \\ < \\ n =3  \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SCI}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"475\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Da es sich um ein ICS handelt, m\u00fcssen wir das System transformieren, um es zu beheben. Dazu m\u00fcssen wir zun\u00e4chst eine Gleichung aus dem System eliminieren, in diesem Fall <strong>l\u00f6schen wir die letzte Gleichung:<\/strong><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-10c7facda35cb8894e6bbb236e4953f1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases} x+y+2z= 2 \\\\[1.5ex] -x+2y+2z=0 \\\\[1.5ex] \\cancel{3x+2z = 4} \\end{cases} \\longrightarrow \\quad \\begin{cases}  x+y+2z= 2 \\\\[1.5ex] -x+2y+2z=0\\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"97\" width=\"377\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> <strong>Nun wandeln wir die Variable z in \u03bb um:<\/strong><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0155083595420da31a486927e953805c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases}x+y+2z= 2 \\\\[1.5ex] -x+2y+2z=0  \\end{cases} \\xrightarrow{z \\ = \\ \\lambda}\\quad \\begin{cases} x+y+2\\lambda= 2 \\\\[1.5ex] -x+2y+2\\lambda=0\\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"398\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Und wir setzen <strong>die Terme mit \u03bb mit den unabh\u00e4ngigen Termen zusammen:<\/strong><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b8486baee4be39f417988ee12b5e67c7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases}x+y=2-2\\lambda \\\\[1.5ex] -x+2y=-2\\lambda \\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"133\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Daher bleiben die Matrix A und die Matrix A&#8216; des Systems bestehen:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8591e8c21bce2f49998311bbb08f7dee_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 1 &amp; 1  \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{cc|c} 1 &amp; 1 &amp; 2 -2\\lambda \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2 &amp; -2\\lambda \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"363\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Sobald wir das System transformiert haben, <strong>wenden wir schlie\u00dflich die Cramer-Regel an<\/strong> . Dazu l\u00f6sen wir zun\u00e4chst die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c34669d7234c9736c350f793df337bd3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 1 &amp; 1  \\\\[1.1ex] -1 &amp; 2\\end{vmatrix} =2-(-1)=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"229\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Um <em>x<\/em> mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die erste Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-987ebe052154332042afeb27535996f1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 2 -2\\lambda &amp; 1  \\\\[1.1ex] -2\\lambda &amp; 2 \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{4-4\\lambda-(-2\\lambda)}{3} = \\cfrac{\\bm{4-2\\lambda}}{\\bm{3}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"81\" width=\"345\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Um <em>y<\/em> mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die zweite Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8a3c7b2cd7319f7f9db6df7df79abb50_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{y} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 1 &amp; 2 -2\\lambda  \\\\[1.1ex] -1 &amp; -2\\lambda  \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}}=\\cfrac{-2\\lambda -(-2+2\\lambda)}{3} = \\cfrac{\\bm{2-4\\lambda} }{\\bm{3}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"81\" width=\"379\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wenn also m=2 ist, ist die L\u00f6sung des Gleichungssystems eine Funktion von \u03bb, da es ein SCI ist und daher unendlich viele L\u00f6sungen hat:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1bc871365fab3194e382053fc6b083b5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x =}  \\cfrac{\\bm{4-2\\lambda}}{\\bm{3}}  \\qquad \\bm{y=}\\cfrac{\\bm{2-4\\lambda}}{\\bm{3}} \\qquad \\bm{z=\\lambda}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"274\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wir haben bereits die L\u00f6sung des Systems analysiert, wenn der Parameter <em>m<\/em> von 2 und 3 verschieden ist und wenn er gleich 2 ist. Wir brauchen daher nur den letzten Fall: wenn <em>m<\/em> den Wert 3 annimmt: <\/p>\n<div class=\"adsb30\" style=\" margin:12px; text-align:center\">\n<div id=\"ezoic-pub-ad-placeholder-118\"><\/div>\n<\/div>\n<p style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m=3:<\/strong><\/span><\/p>\n<p> Wir werden nun analysieren, was passiert, wenn der Parameter <em>m<\/em> 3 ist. In diesem Fall sind die Matrizen A und A&#8216;:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c49bbc0d7d36606aa59be050c2682de5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc}1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 3 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 3 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c} 1 &amp; 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 3 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; 3 &amp; 4 \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"377\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wie wir zuvor gesehen haben, ist die Determinante von A bei m=3 0. Die Matrix A hat also nicht den Rang 3. Aber in ihrem Inneren befinden sich 2\u00d72 Determinanten, die von 0 verschieden sind, zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d88ce42feb4bba9aa74aae98e1062c4a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\begin{vmatrix}1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] -1 &amp; 3  \\end{vmatrix} = 3 - (-1)=4 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> In diesem Fall <strong>ist der Rang von A also 2<\/strong> :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eded270b78ab3d95ce827e3ea428efb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Sobald wir den Rang der Matrix A kennen, berechnen wir den Rang von A&#8216;. Die Determinante der ersten 3 Spalten ergibt 0, daher versuchen wir es mit einer anderen 3\u00d73-Determinante, die innerhalb der Matrix A&#8216; liegt, zum Beispiel die der letzten 3 Spalten:<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\">\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5e6f1a5c155ca004c73e51bdcbe5ece9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix} 1 &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 0 &amp; 3 &amp; 4\\end{vmatrix}=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"100\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Andererseits enth\u00e4lt die Matrix A&#8216; eine Determinante, deren Ergebnis von 0 verschieden ist, daher <strong>hat die Matrix A&#8216; den Rang 3<\/strong> :<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wenn also m = 3, ist der Rang der Matrix A niedriger als der Rang der Matrix A&#8216;. Somit leiten wir aus dem Satz von Rouch\u00e9-Frobenius ab, dass das System ein <strong>inkompatibles System<\/strong> (IS) ist <strong>:<\/strong><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3454f804b63f3cca9bcf08bc93815f90_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 2 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas}=3\\end{array}} \\\\ \\\\  \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A)=2 \\ \\neq \\ rg(A') = 3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SI}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"426\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Daher <strong>hat das Gleichungssystem keine L\u00f6sung, wenn m = 3.<\/strong><\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\"> Zusammenfassung des Beispiels:<\/h3>\n<p> Wie wir gesehen haben, h\u00e4ngt die L\u00f6sung des Gleichungssystems vom Wert des Parameters <em>m<\/em> ab. Hier ist die Zusammenfassung aller m\u00f6glichen F\u00e4lle: <\/p>\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-32\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow\">\n<ul>\n<li> <span style=\"color:#1976d2;font-size:22px\"><strong>m\u22603 und m\u22602:<\/strong><\/span> <\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cf366a55bd307517f94fd8aa00cdf598_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{SCD} \\longrightarrow \\begin{cases} x = \\cfrac{2m^2+8-8m}{m^2-5m+6} \\\\[3.5ex] y =\\cfrac{-4+2m}{m^2-5m+6} \\\\[3.5ex] z = \\cfrac{-2m+4}{m^2-5m+6} \\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"171\" width=\"240\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<\/div>\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow\">\n<ul>\n<li> <span style=\"color:#1976d2;font-size:22px\"><strong>m=2:<\/strong><\/span> <\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-94002d4f4d866569ed7d6993dd977b81_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{SCI} \\longrightarrow \\begin{cases} x = \\cfrac{4-2\\lambda}{3} \\\\[3.5ex] y= \\cfrac{2-4\\lambda}{3} \\\\[3.5ex] z = \\lambda \\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"150\" width=\"175\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<\/div>\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow\">\n<ul>\n<li> <span style=\"color:#1976d2;font-size:22px\"><strong>m=3:<\/strong><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-9b971789910fd078c90174ed3d662e9a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle \\bm{SI} \\longrightarrow\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"54\" style=\"vertical-align: -1px;\"><\/p>\n<p> Das System hat keine L\u00f6sung.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p> Hier haben wir den gesamten Prozess mit dem Rouche-Theorem und der Cramer-Regel durchgef\u00fchrt, aber Gleichungssysteme mit Parametern k\u00f6nnen auch mit der <a href=\"https:\/\/mathority.org\/de\/jordan-gau\u00df-methode-mit-beispielen-und-gelosten-ubungen\/\">Gau\u00df-Methode (mit \u00dcbungen)<\/a> diskutiert und gel\u00f6st werden. Mehr zu dieser Methode erfahren Sie auf der verlinkten Seite, dort finden Sie eine ausf\u00fchrliche Erkl\u00e4rung des Vorgehens sowie Beispiele und gel\u00f6ste \u00dcbungen Schritt f\u00fcr Schritt.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"> Gel\u00f6ste Diskussionsprobleme linearer Gleichungssysteme mit Parametern<\/h2>\n<h3 class=\"wp-block-heading\"> \u00dcbung 1<\/h3>\n<p> Diskutieren und l\u00f6sen Sie das folgende System parameterabh\u00e4ngiger linearer Gleichungen: <\/p>\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/exercice-resolu-de-systemes-dequations-a-parametres.webp\" alt=\"gel\u00f6ste \u00dcbung zu Gleichungssystemen mit Parametern\" class=\"wp-image-4014\" width=\"191\" height=\"123\" srcset=\"\" sizes=\"auto, \"><\/figure>\n<\/div>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E3F2FD boto_ver_solucion\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E3F2FD\" style=\"text-align:center\">\n<div class=\"otfm-sp__title\"> <strong>siehe L\u00f6sung<\/strong><\/div>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir erstellen zun\u00e4chst die Matrix A und die erweiterte Matrix A&#8216; des Systems:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b641845325965882d4aac899246cffb3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 4 &amp; -1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}4 &amp; -1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m &amp; 0\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"418\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir m\u00fcssen nun den Rang der Matrix A ermitteln. Dazu pr\u00fcfen wir, ob die Determinante der gesamten Matrix von 0 verschieden ist:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d36c7cffe0248a2f45cd5871abc6ed5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{aligned}\\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 4 &amp; -1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m \\end{vmatrix} &amp; =-4m+9-2-3-24-m \\\\ &amp; =-5m-20 \\end{aligned}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"108\" width=\"381\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Das Ergebnis der Determinante von A h\u00e4ngt vom Wert von m ab. Wir werden also sehen, f\u00fcr welche Werte von m die Determinante verschwindet. Dazu setzen wir das resultierende Ergebnis auf 0 und l\u00f6sen die Gleichung: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e7d065a700c5f2a7f732719be777027f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"-5m-20 = 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"109\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-bc49744634d23cdf0faf446f33487eac_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"-5m = 20\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"13\" width=\"79\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ca8fa07f8716b941295db488a99a6425_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"m = \\cfrac{20}{-5} = -4\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"110\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wenn m also -4 ist, ist die Determinante von A 0. Und wenn m von -4 verschieden ist, ist die Determinante von A von 0 verschieden. Wir m\u00fcssen daher jeden Fall separat analysieren:<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\" style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m\u2260-4:<\/strong><\/span><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wie wir gerade gesehen haben, unterscheidet sich die Determinante der Matrix A von 0, wenn der Parameter m von -4 verschieden ist. Daher ist der Rang von A 3.<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-842ae3b68df41813d9e409968f3ae946_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"77\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Dar\u00fcber hinaus ist der Rang der Matrix A&#8216; ebenfalls 3, da sich in ihr eine 3\u00d73-Untermatrix befindet, deren Determinante von 0 verschieden ist. Und sie kann keinen Rang 4 haben, da \u201ewir keine 4\u00d74-Determinante erstellen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher wissen wir durch die Anwendung des <strong>Rouch\u00e9-Frobenius-Theorems,<\/strong> dass es sich um ein <strong>kompatibles Determinantensystem<\/strong> (SCD) handelt, da der Bereich von A gleich dem Bereich von A&#8216; und der Anzahl der Unbekannten ist.<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-31b495a48a75d7af1f23e38818bf4eca_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 3 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3 \\end{array}} \\\\ \\\\ \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = rg(A') = n = 3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SCD}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"436\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir wissen, dass das System ein SCD ist, wenden wir die Cramer-Regel an, um es zu l\u00f6sen. Denken Sie dazu daran, dass die Matrix A, ihre Determinante und die Matrix A&#8216; sind: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e9e0bd352ad7713a03824ead1239041c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 4 &amp; -1 &amp; 1  \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c} 4 &amp; -1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m &amp; 0\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"418\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-530cb4576ee1a91d6246ed6cf9dd0fc8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 4 &amp; -1 &amp; 1  \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; -m\\end{vmatrix} =-5m-20\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"253\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um xatex] mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die erste Spalte der Determinante von A durch die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b076bbda8d086abedb459570d74c80a9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 0 &amp; -1 &amp; 1  \\\\[1.1ex] 0 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 0 &amp; -2 &amp; -m\\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{0}{-5m-20} = \\bm{0}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"280\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um die Unbekannte zu berechnen, \u00e4ndern wir mit der Cramer-Regel die zweite Spalte der Determinante von A durch die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f642a8cb2fd174e5c383a4df53e11a2e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{y} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 4 &amp; 0 &amp; 1  \\\\[1.1ex] 1 &amp; 0 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; 0 &amp; -m \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{0}{-5m-20} = \\bm{0}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"265\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um z mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die dritte Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5020a9ba4995b9715d8d1fb4720952b1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{z} = \\cfrac{\\begin{vmatrix}4 &amp; -1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; 0 \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{0}{-5m-20} = \\bm{0}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"258\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher lautet die L\u00f6sung des Gleichungssystems f\u00fcr den Fall m\u2260-4:<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"> <strong>x=0 y=0 z=0<\/strong><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\" style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m=-4:<\/strong><\/span><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir analysieren nun das System, wenn der Parameter m -4 ist. In diesem Fall sind die Matrizen A und A&#8216;:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e585e6465d27ea27ccc2c1a6ec1fe9ae_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 4 &amp; -1 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; 4 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}4 &amp; -1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; -3 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; 4 &amp; 0\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"405\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wie wir zuvor gesehen haben, ist bei m=-4 die Determinante von A 0. Die Matrix A hat also nicht den Rang 3. Aber in ihrem Inneren befinden sich 2\u00d72 Determinanten, die sich von 0 unterscheiden, zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a62d150aef4ec798814d25c988b0afd7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle   \\begin{vmatrix}4 &amp; -1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 \\end{vmatrix} =4-(-1)=5 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Da die Matrix eine von 0 verschiedene Determinante der Ordnung 2 hat, hat die Matrix A den Rang 2:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eded270b78ab3d95ce827e3ea428efb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir den Rang von A kennen, berechnen wir den Rang von A&#8216;. Wir wissen bereits, dass die Determinante der ersten drei Spalten 0 ergibt, also probieren wir die anderen m\u00f6glichen 3\u00d73-Determinanten aus:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-39fc49c7a63920c8956703a4851ecfc0_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix} -1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -3 &amp; 0 \\\\[1.1ex]  -2 &amp; 4 &amp; 0 \\end{vmatrix} = 0 \\quad \\begin{vmatrix}4 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp;  -3 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp;  4 &amp; 0  \\end{vmatrix} = 0 \\quad \\begin{vmatrix}4 &amp; -1 &amp;  0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp;  0\\end{vmatrix} = 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"404\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Alle 3\u00d73 Determinanten der Matrix A&#8216; sind 0, daher wird die Matrix A&#8216; auch nicht den Rang 3 haben. Im Inneren gibt es jedoch Determinanten der Ordnung 2, die von 0 verschieden sind. Zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a62d150aef4ec798814d25c988b0afd7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle   \\begin{vmatrix}4 &amp; -1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 \\end{vmatrix} =4-(-1)=5 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die Matrix A&#8216; hat also den Rang 2:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-80398cfd2fff647f81c0d4160f3b2f7e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"81\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die Ausdehnung der Matrix A ist gleich der Ausdehnung der Matrix A&#8216;, aber diese beiden sind kleiner als die Anzahl der Unbekannten im System (3), daher ist c gem\u00e4\u00df dem Rouch\u00e9-Frobenius-Theorem ein unbestimmtes kompatibles System (ICS):<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f43fdf4978386c61d18f9bb5b5883881_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 2 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=2 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3 \\end{array}} \\\\ \\\\ \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = rg(A') = 2 \\ < \\ n =3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SCI}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"475\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Da es sich um ein ICS-System handelt, m\u00fcssen wir das System umwandeln, um es zu l\u00f6sen. Wir eliminieren zun\u00e4chst eine Gleichung, in diesem Fall die letzte:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d5499fda37d3cbf56fbf6ecbfc6bfba_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases} 4x-y+z= 0 \\\\[1.5ex] x+y-3z=0 \\\\[1.5ex] \\cancel{3x-2y+4z = 0} \\end{cases} \\longrightarrow \\quad \\begin{cases} 4x-y+z= 0 \\\\[1.5ex] x+y-3z=0\\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"97\" width=\"349\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Nun wandeln wir die Variable z in \u03bb um:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-96ea68274b072531365282e01d926718_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases}4x-y+z= 0 \\\\[1.5ex] x+y-3z=0 \\end{cases} \\xrightarrow{z \\ = \\ \\lambda}\\quad \\begin{cases} 4x-y+\\lambda= 0 \\\\[1.5ex] x+y-3\\lambda=0\\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"353\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Und wir setzen die Terme mit \u03bb mit den unabh\u00e4ngigen Termen zusammen:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6192715e62cc8e3d3fe4c51da8629c70_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\begin{cases} 4x-y=-\\lambda \\\\[1.5ex] x+y=3\\lambda \\end{cases}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"110\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> So dass die Matrix A und die Matrix A&#8216; des Systems bestehen bleiben: <\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\">\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-99a91208ff1742f81e799aa5ab7f9097_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 4 &amp; -1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{cc|c} 4 &amp; -1 &amp; -\\lambda \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 &amp; 3\\lambda \\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"337\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir das System transformiert haben, wenden wir schlie\u00dflich die Cramer-Regel an. Dazu l\u00f6sen wir zun\u00e4chst die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-34832b783ddaf4af205302240d0feafb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix} 4 &amp; -1 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 1 \\end{vmatrix} = 4-(-1)=5\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"228\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um x mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die erste Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-362167d2eaa02d7243dedd5c385d08b1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x} = \\cfrac{\\begin{vmatrix}-\\lambda &amp; -1 \\\\[1.1ex] 3\\lambda &amp; 1 \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{-\\lambda-(-3\\lambda)}{5} =\\cfrac{\\bm{2\\lambda}}{\\bm{5}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"81\" width=\"285\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um die Unbekannte zu berechnen, \u00e4ndern wir mit der Cramer-Regel die zweite Spalte der Determinante von A durch die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ede5a3a87ac0bb9ceea4232ec7b381fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{y} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 4 &amp; -\\lambda \\\\[1.1ex] 1 &amp; 3\\lambda \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{12\\lambda-(-\\lambda)}{5}=\\cfrac{\\bm{13\\lambda}}{\\bm{5}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"81\" width=\"267\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wenn also m=-4 ist, ist die L\u00f6sung des Gleichungssystems eine Funktion von \u03bb, da es ein SCI ist und daher unendlich viele L\u00f6sungen hat: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-316aed1af52eba51058c3c753717c1af_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x =}\\cfrac{\\bm{2\\lambda}}{\\bm{5}}\\qquad \\bm{y=}\\cfrac{\\bm{13\\lambda}}{\\bm{5}} \\qquad \\bm{z=\\lambda}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"222\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n<div class=\"adsb30\" style=\" margin:12px; text-align:center\">\n<div id=\"ezoic-pub-ad-placeholder-119\"><\/div>\n<\/div>\n<h3 class=\"wp-block-heading\"> \u00dcbung 2<\/h3>\n<p> Diskutieren und finden Sie die L\u00f6sung f\u00fcr das folgende System parameterabh\u00e4ngiger linearer Gleichungen: <\/p>\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/exercice-resolu-etape-par-etape-d-un-systeme-d-equations-lineaires-avec-parametres.webp\" alt=\"\u00dcbung l\u00f6ste Schritt f\u00fcr Schritt ein System linearer Gleichungen mit Parametern\" class=\"wp-image-4020\" width=\"187\" height=\"122\" srcset=\"\" sizes=\"auto, \"><\/figure>\n<\/div>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E3F2FD boto_ver_solucion\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E3F2FD\" style=\"text-align:center\">\n<div class=\"otfm-sp__title\"> <strong>siehe L\u00f6sung<\/strong><\/div>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Als erstes m\u00fcssen die Matrix A und die erweiterte Matrix A\u2018 des Systems erstellt werden:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e924dd1b3fe5c0da561b92da9bf5da3b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} m &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m\\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}m &amp; 2 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m &amp; 3\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"404\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir m\u00fcssen nun den Rang der Matrix A ermitteln. Dazu pr\u00fcfen wir, ob die Determinante der gesamten Matrix von 0 verschieden ist:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5d0f8dbb7408ac6521e0144ac2f3a8a3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{aligned}\\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix}m &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m\\end{vmatrix} &amp; =4m^2+4-4-4+4m-4m \\\\ &amp; =4m^2-4 \\end{aligned}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"108\" width=\"384\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Das Ergebnis der Determinante von A h\u00e4ngt vom Wert von m ab. Wir werden also sehen, f\u00fcr welche Werte von m die Determinante verschwindet. Dazu setzen wir das resultierende Ergebnis auf 0 und l\u00f6sen die Gleichung: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-059d7760bb8cee65e13e43a97e156e1a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"4m^2-4 = 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"95\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1aae0b3268b7d9e348b8eb80ce957ce8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"4m^2=4\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"65\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-1f31504086ef5ec070b337db57ad444f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"m^2 = \\cfrac{4}{4}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"58\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-baf4ba1311e2f2ce47aecfb90a411b64_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"m^2 = 1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"15\" width=\"55\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c8dda3f9896a1a4dece5059a485cdcfb_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"m = \\pm 1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"61\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wenn also m +1 oder -1 ist, ist die Determinante von A 0. Und wenn m von +1 und -1 verschieden ist, ist die Determinante von A von 0 verschieden. Wir m\u00fcssen daher jeden Fall wie folgt analysieren:<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\" style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m\u2260+1 und m\u2260-1:<\/strong><\/span><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wie wir gerade gesehen haben, unterscheidet sich die Determinante der Matrix A von 0, wenn der Parameter m von +1 und -1 verschieden ist. Daher ist der Rang von A 3.<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-842ae3b68df41813d9e409968f3ae946_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"77\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Dar\u00fcber hinaus ist der Rang der Matrix A&#8216; ebenfalls 3, da sich in ihr eine 3\u00d73-Untermatrix befindet, deren Determinante von 0 verschieden ist. Und sie kann keinen Rang 4 haben, da \u201ewir keine 4\u00d74-Determinante erstellen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher wissen wir durch die Anwendung des <strong>Rouch\u00e9-Frobenius-Theorems,<\/strong> dass es sich um ein <strong>kompatibles Determinantensystem<\/strong> (SCD) handelt, da der Bereich von A gleich dem Bereich von A&#8216; und der Anzahl der Unbekannten ist.<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-31b495a48a75d7af1f23e38818bf4eca_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 3 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3 \\end{array}} \\\\ \\\\ \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = rg(A') = n = 3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SCD}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"436\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir wissen, dass das System ein SCD ist, wenden wir die Cramer-Regel an, um es zu l\u00f6sen. Denken Sie dazu daran, dass die Matrix A, ihre Determinante und die Matrix A&#8216; sind: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e924dd1b3fe5c0da561b92da9bf5da3b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} m &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m\\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}m &amp; 2 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m &amp; 3\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"404\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b5114be5e37d2c91f02f22fba22edc42_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix}A \\end{vmatrix}= \\begin{vmatrix}m &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; m\\end{vmatrix}=4m^2-4\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"231\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um x mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die erste Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4b7402e02ee62bd78a6f880d3d122119_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} 2&amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 0 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 3 &amp; -2 &amp; m\\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{\\bm{8m+8}}{\\bm{4m^2-4}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"218\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um die Unbekannte zu berechnen, \u00e4ndern wir mit der Cramer-Regel die zweite Spalte der Determinante von A durch die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-551c66a9530d0195a9a4ff64d42350c4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{y} = \\cfrac{\\begin{vmatrix} m &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 0 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; 3 &amp; m\\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{\\bm{-10m+10}}{\\bm{4m^2-4}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"235\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Um z mit der Cramer-Regel zu berechnen, \u00e4ndern wir die dritte Spalte der Determinante von A in die Spalte der unabh\u00e4ngigen Terme und dividieren sie durch die Determinante von A:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-28375ce522b7644a745a9adea4c78ae7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{z} = \\cfrac{\\begin{vmatrix}m &amp; 2 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; 3 \\end{vmatrix}}{\\begin{vmatrix} A \\end{vmatrix}} = \\cfrac{\\bm{12m-28}}{\\bm{4m^2-4}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"113\" width=\"227\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher lautet die L\u00f6sung des Gleichungssystems f\u00fcr den Fall m\u2260+1 und m\u2260-1:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-59ecb2f1448989cd1c41af45e7bc4a32_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\bm{x = }\\cfrac{\\bm{8m+8}}{\\bm{4m^2-4}} \\qquad \\bm{y=}\\cfrac{\\bm{-10m+10}}{\\bm{4m^2-4}}\\qquad \\bm{z =} \\cfrac{\\bm{12m-28}}{\\bm{4m^2-4}}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"383\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\" style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m=+1:<\/strong><\/span><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir analysieren nun das System, wenn der Parameter m gleich 1 ist. In diesem Fall sind die Matrizen A und A&#8216;:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f6af272a99ed7c281ee8dd9199698686_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} 1 &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; 1 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}1 &amp; 2 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; 1 &amp; 3\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"377\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wie wir zuvor gesehen haben, ist bei m=+1 die Determinante von A 0. Die Matrix A hat also nicht den Rang 3. Aber in ihrem Inneren befinden sich 2\u00d72 Determinanten, die von 0 verschieden sind, zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ebedf6c9e4316844dc99ceca9472fac5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle   \\begin{vmatrix}2 &amp; 4\\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 \\end{vmatrix} =-4-4=-8 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Da die Matrix eine von 0 verschiedene Determinante der Ordnung 2 hat, hat die Matrix A den Rang 2:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eded270b78ab3d95ce827e3ea428efb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir den Rang von A kennen, berechnen wir den Rang von A&#8216;. Wir wissen bereits, dass die Determinante der ersten 3 Spalten 0 ergibt, also versuchen wir es jetzt beispielsweise mit der Determinante der letzten 3 Spalten:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4d0109b155be9f87a0cee337ddec5517_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix} 2 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 4 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex]  -2 &amp; 1 &amp; 3 \\end{vmatrix} = 16\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"124\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Andererseits enth\u00e4lt die Matrix A&#8216; eine 3\u00d73-Determinante, deren Ergebnis von 0 verschieden ist, so dass die Matrix A&#8216; den Rang 3 hat:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wenn also m=+1, ist der Rang der Matrix A kleiner als der Rang der Matrix A&#8216;. Somit leiten wir aus dem Satz von Rouch\u00e9-Frobenius ab, dass das System ein inkompatibles System (IS) ist:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b2bb3fec88cf5c6d788afb4480ab1f58_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 2 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3 \\end{array}} \\\\ \\\\ \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = 2 \\ \\neq \\ rg(A') = 3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SI}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"426\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher <strong>hat das Gleichungssystem keine L\u00f6sung, wenn m=+1<\/strong> , da es ein inkompatibles System ist.<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\" style=\"font-size:26px\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>m=-1:<\/strong><\/span><\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir analysieren nun das System, wenn der Parameter m -1 ist. In diesem Fall sind die Matrizen A und A&#8216;:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-46b0a00ef38d0e5a433b418de7eb1ec3_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  A= \\left( \\begin{array}{ccc} -1 &amp; 2 &amp; 1 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; -1 \\end{array} \\right) \\qquad A'= \\left( \\begin{array}{ccc|c}-1 &amp; 2 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp; -2 &amp; -1 &amp; 3\\end{array} \\right)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"85\" width=\"432\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wie wir zuvor gesehen haben, ist die Determinante von A bei m=-1 0. Die Matrix A hat also nicht den Rang 3. Sie enth\u00e4lt jedoch 2\u00d72 Determinanten, die sich von 0 unterscheiden, zum Beispiel:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ff5373c7e7901f253421efbbd52d192e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle   \\begin{vmatrix}-1 &amp; 2\\\\[1.1ex] 2 &amp; 4 \\end{vmatrix} =-4-4=-8 \\neq 0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"54\" width=\"213\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Da die Matrix eine von 0 verschiedene Determinante der Ordnung 2 hat, hat die Matrix A den Rang 2:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-eded270b78ab3d95ce827e3ea428efb1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"76\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir den Rang von A kennen, berechnen wir den Rang von A&#8216;. Wir wissen bereits, dass die Determinante der ersten 3 Spalten 0 ergibt, daher versuchen wir es nun beispielsweise mit der Determinante der Spalten 1, 3 und 4:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a95e30910bd64db920f3c2bcb5f2ff62_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{vmatrix} -1 &amp; 1 &amp; 2 \\\\[1.1ex] 2 &amp; 2 &amp; 0 \\\\[1.1ex] 1 &amp;  -1 &amp; 3\\end{vmatrix} = -20\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"86\" width=\"152\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Andererseits enth\u00e4lt die Matrix A&#8216; eine 3\u00d73-Determinante, deren Ergebnis von 0 verschieden ist, so dass die Matrix A&#8216; den Rang 3 hat:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-150bbc9c8e363db471c2d5bc4f33e1fd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  rg(A')=3\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"82\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wenn also m = -1, ist der Rang der Matrix A niedriger als der Rang der Matrix A&#8216;. Somit leiten wir aus dem Rouch\u00e9-Frobenius-Theorem ab, dass das System ein inkompatibles System (IS) ist:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-b2bb3fec88cf5c6d788afb4480ab1f58_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle  \\begin{array}{c} \\begin{array}{c} \\color{black}rg(A) = 2 \\\\[1.3ex] \\color{black}rg(A')=3 \\\\[1.3ex] \\color{black}\\text{N\\'umero de inc\\'ognitas} = 3 \\end{array}} \\\\ \\\\ \\color{blue} \\boxed{ \\color{black}\\phantom{^9_9} rg(A) = 2 \\ \\neq \\ rg(A') = 3 \\color{blue} \\ \\bm{\\longrightarrow} \\ \\color{black} \\bm{SI}\\phantom{^9_9}} \\end{array}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"138\" width=\"426\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Daher <strong>hat das Gleichungssystem keine L\u00f6sung, wenn m=-1 ist<\/strong> , da es ein inkompatibles System ist.<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Auf dieser Seite erfahren Sie, wie Sie ein Gleichungssystem mit Parametern diskutieren und l\u00f6sen. 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