Gleichungssysteme in 2 Variablen

Ein Gleichungssystem besteht aus n Gleichungen in m Variablen deren gemeinsame Lösungen gesucht sind :

 

ist ein System von 2 Gleichungen in 3 Variablen

 
bulletHat ein System mehr Variable als Gleichungen bezeichnen wir es als unterbestimmt
bulletHat ein System mehr Gleichungen als Variable bezeichnen wir es als überbestimmt

Wir schreiben allgemein:

Dies ist ein System von m Gleichungen in n Variablen !

Wir wollen zunächst nur den Fall  m=1 und m=2 sowie n=2 betrachten.

Daher lautet unser System - wir vereinfachen die Bezeichnung etwas :

DN: Ist a3  und b3 gleichzeitig 0 so heißt das System homogen, sonst inhomogen.

Jede der Gleichungen ist eine lineare Funktion und stellt daher eine Gerade dar!

Es gelten folgende Grundregeln:

  1. Treten proportionale Gleichungen auf, dann kann man von diesen bis auf eine alle anderen weglassen.
  2. Treten widersprüchliche Gleichungen auf dann ist die Lösungsmenge leer!
  3. Ist ein System unterbestimmt, dann hat es einen frei wählbaren Parameter in der Lösungsmenge. Dieser wird als @1, @2, @3,... ausgegeben. Die Lösungsmenge ist in diesem Fall geometrisch eine Gerade.
  4. Ist ein System eindeutig lösbar dann ist die Lösungsmenge ein Zahlenpaar (Schnittpunkt)
  5. ist ein System überbestimmt dann lässt man zunächst so viele Gleichungen weg bis die Zahl der Gleichungen mit der Zahl der Variablen übereinstimmt. Diese löst man und überprüft die gefundene Lösung in den anderen Gleichungen.

Die Lösung kann

bulletgeometrisch als Schnitt der Geraden
bulletmit der Funktion SOLUTIONS (besser als SOLVE) bestimmt werden

Beispiel:

1. Löse:

Wir erkennen: g1 ist proportional mit g2  und g3 ist proportional mit g4 => daher lassen wir g2 und g4 weg.

2. Löse:

Wir erkennen dass die Gleichungen widersprüchlich sind  (dividiere g2 etwa durch 2...)daher ist L={}

3. Löse

Wir erkennen dass g1 und g2 proportional sind und lassen daher g2 weg:

Übung und Hausübung:  429,  430