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Aufgaben

Inverse Matrix – Interaktiver Aufgabengenerator

Artikel zum Nachlesen: Inverse Matrix

Der interaktive Aufgabengenerator zum Thema Inverse Matrix erzeugt dir eine unbegrenzte Anzahl an individuell anpassbaren, prozedural generierten Übungsaufgaben. Er unterstützt dich dabei, die Aufgaben zu lösen, das Thema ausgiebig zu üben und zu verstehen. Hierzu erstellt der Generator für jede Aufgabe eine ausführliche, verständliche Schritt-für-Schritt Musterlösung und bietet dir zudem die Möglichkeit, deine eigenen Lösungen direkt zu überprüfen. Alle Lösungen und Lösungswege werden deterministisch mithilfe der zugrundeliegenden mathematischen Verfahren berechnet. Sämtliche Hilfestellungen stehen sowohl für die freien Beispiele als auch für generierte und eigene Aufgaben im vollen Umfang zur Verfügung.

Aufgabe erstellen

Beispielaufgaben

Beispielaufgaben

Die ausgewählten Beispiele ermöglichen es dir, einige Generator-Konfigurationen und die verfügbare Unterstützung beim Lösen der Aufgaben unverbindlich und in aller Ruhe kennenzulernen.

Aufgabe 1 von 3

Gegeben sei die folgende Matrix mit Koeffizienten aus $ \Q$:

\[\begin{bmatrix} 1 & -2 & 9 \\ 0 & 1 & -3 \\ -1 & 4 & -14 \end{bmatrix}\]

Bestimme die inverse Matrix mithilfe des Gauß-Jordan-Algorithmus.


Aufgabengenerator

Aufgabengenerator

Der Aufgabengenerator ermöglicht es dir, beliebig viele, an deine individuellen Bedürfnisse angepasste Aufgaben zu generieren, um dich perfekt mit dem Thema vertraut zu machen. Auf Wunsch haben erzeugte Aufgaben garantiert ganzzahlige Lösungen und Rechenwege – für maximalen Fokus auf das zugrundeliegende Verfahren.

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Konfiguration anpassen

Konfiguriere den Aufgabengenerator nach deinen Wünschen – von einfachen Beispielen bis zu anspruchsvollen Herausforderungen.

Lege die Dimension der zu invertierenden Matrix fest ($1 \times 1$ bis $10 \times 10$) und entscheide, welchen Typ ihre Elemente haben sollen: Zur Auswahl stehen ganze ($\Z$) und rationale Zahlen ($\Q$) sowie Restklassenkörper ($\Z_p$). Die Auswahl ganzzahliger Elemente garantiert, dass sowohl die Lösung als auch der gesamte Rechenweg ganzzahlig bleiben.




Hier könnte deine generierte Aufgabe stehen!

Eigene Aufgabe

Eigene Aufgabe verwenden

Löse deine eigenen Aufgaben oder lasse deiner Neugier freien Lauf – mit voller Unterstützung des Generators.

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Gib an, aus welchem Zahlenbereich die Koeffizienten der Matrix stammen sollen.


Gib die Matrix ein, deren inverse Matrix bestimmt werden soll.

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Aufgabe lösen

Musterlösung

Musterlösung

Zunächst wird die Matrix um eine Einheitsmatrix derselben Dimension erweitert:

\[\left[\begin{array}{rrr|rrr}1 & -2 & 9 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & -3 & 0 & 1 & 0 \\ -1 & 4 & -14 & 0 & 0 & 1 \end{array}\right]\]

Die erweiterte Matrix wird nun mithilfe des Gauß-Jordan-Algorithmus in die reduzierte Zeilenstufenform überführt, so dass die ursprüngliche Matrix auf der linken Seite in eine Einheitsmatrix übergeht. Die anfängliche Einheitsmatrix auf der rechten Seite wird hierbei in die gesuchte inverse Matrix überführt.

\[\begin{array}{rrr|rrr|l}
1 & -2 & 9 & 1 & 0 & 0 & \\[0.25em]
0 & 1 & -3 & 0 & 1 & 0 & \\[0.25em]
-1 & 4 & -14 & 0 & 0 & 1 & \text{III} + \text{I} \\[0.25em]
\hline
1 & -2 & 9 & 1 & 0 & 0 & \\[0.25em]
0 & 1 & -3 & 0 & 1 & 0 & \\[0.25em]
0 & 2 & -5 & 1 & 0 & 1 & \text{III} - 2 \cdot \text{II} \\[0.25em]
\hline
1 & -2 & 9 & 1 & 0 & 0 & \text{I} - 9 \cdot \text{III} \\[0.25em]
0 & 1 & -3 & 0 & 1 & 0 & \text{II} + 3 \cdot \text{III} \\[0.25em]
0 & 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & \\[0.25em]
\hline
1 & -2 & 0 & -8 & 18 & -9 & \text{I} + 2 \cdot \text{II} \\[0.25em]
0 & 1 & 0 & 3 & -5 & 3 & \\[0.25em]
0 & 0 & 1 & 1 & -2 & 1 & \\[0.25em]
\hline
1 & 0 & 0 & -2 & 8 & -3 & \\[0.25em]
0 & 1 & 0 & 3 & -5 & 3 & \\[0.25em]
0 & 0 & 1 & 1 & -2 & 1 &
\end{array}\]

Die gesuchte inverse Matrix kann nun direkt abgelesen werden. Es gilt:

\[\begin{bmatrix} -2 & 8 & -3 \\ 3 & -5 & 3 \\ 1 & -2 & 1 \end{bmatrix}\]

Lösung überprüfen

Eigene Lösung überprüfen

Gib zunächst an, ob die Matrix invertierbar ist. Gib gegebenenfalls außerdem die von dir berechnete inverse Matrix ein.

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