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Forum "Lineare Gleichungssysteme" - Nichttriviale Lösungen gesucht
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Nichttriviale Lösungen gesucht: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:12 Fr 09.05.2008
Autor: sqoody

Aufgabe
Gegeben ist das von [mm] k\in\IR [/mm] abhängige lineare Gleichungssystem:

x + 3ky = 0
2kx + (k+1)y = 0




Meine Frage ist: Für welche Werte von k besitzt das System nichttriviale Lösungen und welche Lösungen wären dies?

Ist wahrscheinlich nicht schwer zu lösen aber ich komme einfach nicht darauf...hoffe mir kann jemand weiterhelfen. Danke.

        
Bezug
Nichttriviale Lösungen gesucht: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:28 Fr 09.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo sqoody,

> Gegeben ist das von [mm]k\in[/mm] IR abhängige lineare
> Gleichungssystem:
>  
> x + 3ky = 0
>  2kx + (k+1)y = 0
>  

> Meine Frage ist: Für welche Werte von k besitzt das System
> nichttriviale Lösungen und welche Lösungen wären dies?
>  
> Ist wahrscheinlich nicht schwer zu lösen aber ich komme
> einfach nicht darauf...hoffe mir kann jemand weiterhelfen.
> Danke.


Eliminiere den ersten Eintrag in der 2.Gleichung, also das $2kx$, indem du das $-2k$ -fache der ersten Gleichung zur zweiten Gleichung addierst. Dann bekommst du:

[mm] $\vmat{x&+&3ky&=&0\\0&+&(-6k^2+k+1)y&=&0}$ [/mm]

Das hat eine (unendlich) viele nicht triviale Lösung(en), falls der Koeffizient vor dem y in der neuen 2.Gleichung =0 ist, denn dann stüde dort für beliebiges y immer [mm] 0\cdot{}y=0, [/mm] also 0=0, was stets wahr ist....


LG

schachuzipus

Bezug
        
Bezug
Nichttriviale Lösungen gesucht: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:10 Mo 16.06.2008
Autor: sqoody

Also als Antwort für nichttriviale Lösungen habe ich nun für [mm] k=\bruch{1}{2} [/mm] und [mm] k=-\bruch{1}{3} [/mm]
Dies sollte soweit stimmen, hoffe ich?!

Die Lösung für k= [mm] \bruch{1}{2} [/mm] ist dann [mm] (-\bruch{3}{2}y/y) [/mm]
Nun hänge ich aber an der Lösung für [mm] k=-\bruch{1}{3} [/mm] fest....
kann mir diese jemand erklären?

Bezug
                
Bezug
Nichttriviale Lösungen gesucht: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:21 Mo 16.06.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Also als Antwort für nichttriviale Lösungen habe ich nun
> für [mm]k=\bruch{1}{2}[/mm] und [mm]k=-\bruch{1}{3}[/mm]
>  Dies sollte soweit stimmen, hoffe ich?! [ok]

Das tut es!

>  
> Die Lösung für k= [mm]\bruch{1}{2}[/mm] ist dann [mm](-\bruch{3}{2}y/y)[/mm] [ok]
>  Nun hänge ich aber an der Lösung für [mm]k=-\bruch{1}{3}[/mm]
> fest....
>  kann mir diese jemand erklären?

Die berechnet sich doch genauso wie die für [mm] $k=\frac{1}{2}$ [/mm]

Setzen wir nun [mm] $\red{k=-\frac{1}{3}}$ [/mm] mal in die beiden Gleichungen ein:

[mm] $\vmat{x&+&3\red{k}y&=&0\\0&+&\left(\red{k}-\frac{1}{2}\right)\cdot{}\left(\red{k}+\frac{1}{3}\right)y&=&0}$ [/mm]

Dann gibt das:

[mm] $\vmat{x&+&3\cdot{}\red{\left(-\frac{1}{3}\right)}y&=&0\\0&+&0\cdot{}y&=&0}$ [/mm]

Also [mm] $\vmat{x&-&y&=&0\\0&+&0&=&0}$ [/mm]

Den Rest du wieder ... ;-)


Gruß

schachuzipus




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Nichttriviale Lösungen gesucht: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:30 Mo 16.06.2008
Autor: sqoody

Naja das ist es ja...bis dahin habe ich es auch gemacht und verstanden (ist mir ja schon peinlich gerade)....nur den letzten Schritt eben....die Lösungsmenge ist ja nicht(y/y).

Bezug
                                
Bezug
Nichttriviale Lösungen gesucht: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:35 Mo 16.06.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Naja das ist es ja...bis dahin habe ich es auch gemacht und
> verstanden (ist mir ja schon peinlich gerade)....nur den
> letzten Schritt eben....die Lösungsmenge ist ja nicht(y/y).

Wieso denn nicht? Es ist zumindest ein Lösungsvektor, die Lösungsgesamtheit oder -menge ist die Menge aller Vektoren [mm] $\left\{\vektor{y\\y}\mid y\in\IR\right\}$ [/mm]

Du kannst mit der 2.Gleichung 0=0 einen Parameter frei vergeben, setze y:=t mit [mm] t\in\IR [/mm]

Dann ist mit der 1. Gleichung [mm] $x-y=0\gdw x-t=0\gdw [/mm] x=t$

Also Lösungsmenge: [mm] $\mathbb{L}=\left\{\vektor{x\\y}\in\IR^2\mid\vektor{x\\y}=\vektor{t\\t}=t\cdot{}\vektor{1\\1}, \ t\in\IR\right\}$ [/mm]

Stimmt also ;-)


LG

schachuzipus


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Nichttriviale Lösungen gesucht: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:46 Mo 16.06.2008
Autor: sqoody

:-):-):-):-):-)

Ok, habe an das t nicht gedacht....jetzt erscheint mir das auch wieder alles logisch.
Danke für deine Hilfe!


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