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Allgemeiner Fall

Mit den Anweisungen und lassen sich alle im Kapitel Lineare Algebra, Abschnitt Lösung linearer Gleichungssysteme beschriebenen Fälle behandeln, d.h., es läßt sich festzustellen, ob prinzipiell eine Lösung existiert, und wenn ja, dann wird diese ermittelt. Im Folgenden werden einige Beispiele aus dem Abschnitt Lösung linearer Gleichungssysteme betrachtet.

Beispiel A

Das Beispiel im Abschnitt Triviale Lösung und Fundamentalsystem


hat als homogenes System nichttriviale Lösungen, die aus Linearkombinationen von Basisvektoren des Nullraumes der Matrix bestehen. Das ist jener Teilraum des -dimensionalen Vektorraumes, der bei Transformationen mit auf die Null abgebildet wird. Ein Satz solcher Basisvektoren läßt sich mit der Anweisung erzeugen. Mit der Eingabe

erzeugt man die für das System zuständige Matrix, deren Determinante tatsächlich Null ist, was sich mit überprüfen läßt. Nun wird eingegeben

und als Ausgabe erscheint

eine Liste mit zwei linear unabhängigen Vektoren des vierdimensionalen Raumes, die im zweidimensionalen Nullraum der Matrix eine Basis bilden. Beliebige Linearkombinationen dieser beiden Vektoren liegen ebenfalls im Nullraum, sind also Lösungen des homogenen Gleichungssystems. Ein Vergleich mit der Lösung des betrachteten Beispiels zeigt die Identität.

Beispiel B

Man erzeugt gemäß Beispiel A aus Abschnitt Allgemeine Regel für das inhomogene System


die Matrix , die vom Typ ist und den Vektor


Auf die Anweisung

erscheint die Meldung

Danach wird die Eingabe nochmals ausgegeben.

Beispiel C

Gemäß Beispiel B aus Abschnitt Allgemeine Regel für das inhomogene System


wird eingegeben:


Da in diesem Fall das System überbestimmt ist, wird geprüft, ob sich die Matrix aufgrund linearer Abhängigkeiten der Zeilen reduzieren läßt. Mit

geschieht das. Danach gibt man ein

Die Ausgabe enthält die bekannte Lösung.