🧮 RREF-Rechner (Matrix)
Gib die Koeffizienten eines Systems aus drei linearen Gleichungen mit drei Unbekannten (x, y, z) ein. Der Rechner überführt die zugehörige Matrix Schritt für Schritt mittels Gauss-Jordan-Elimination in die reduzierte Zeilenstufenform (RREF) und liest daraus die Lösung ab.
Formula
RREF via Gauss-Jordan-Elimination: jeder Pivot wird 1, jeder andere Wert in dieser Spalte wird 0
Der Rechner wandelt das System in eine erweiterte Matrix um (die Koeffizienten plus die Konstanten) und arbeitet Spalte für Spalte: Er wählt eine Pivotzeile, skaliert sie so, dass der Pivot 1 wird, und subtrahiert Vielfache dieser Zeile von allen anderen Zeilen, bis der Rest der Spalte 0 ist. Ergibt das Ergebnis die Einheitsmatrix in den ersten drei Spalten, steht die Lösung direkt in der letzten Spalte; andernfalls ist das System abhängig oder widersprüchlich.
Steps
- 1Gib die Koeffizienten und Konstanten jeder der drei Gleichungen ein.
- 2Der Rechner führt die Gauss-Jordan-Elimination durch, bis die Matrix in RREF vorliegt.
- 3Lies x, y und z direkt ab, wenn die letzte Spalte eine eindeutige Lösung enthält.
Erlaubte Zeilenoperationen bei der Gauss-Jordan-Elimination
| Operation | Beispiel | Effekt |
|---|---|---|
| Zeilen tauschen | R1 ↔ R2 | Ändert die Reihenfolge, nicht die Lösung |
| Zeile skalieren | R1 → R1 ÷ 2 | Setzt den Pivot auf 1 |
| Zeile addieren/subtrahieren | R2 → R2 − 3×R1 | Setzt andere Werte in der Spalte auf 0 |
Diese drei Operationen ändern nie die Lösung des Systems, nur das Erscheinungsbild der Matrix.
limitations
- Dieser Rechner unterstützt nur Systeme mit genau drei Gleichungen und drei Unbekannten.
commonMistakes
- Vergessen, für eine Variable, die in einer Gleichung nicht vorkommt, den Koeffizienten 0 einzugeben.
- Annehmen, dass eine Nicht-Einheitsmatrix immer einen Fehler bedeutet, obwohl es sich einfach um ein abhängiges oder widersprüchliches System handeln kann.
- Die Zeilenreihenfolge beim manuellen Überprüfen eines Zwischenschritts durcheinanderbringen.
useCases
- Ein System aus drei Gleichungen mit drei Unbekannten für den Lineare-Algebra-Kurs lösen.
- Hausaufgaben oder eine Prüfung kontrollieren, ohne die Zwischenschritte von Hand aufzuschreiben.
- Schnell prüfen, ob ein System eine eindeutige, unendlich viele oder keine Lösungen hat.