Determinantenrechner

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Gib eine quadratische Matrix ein und verfolge 2×2- und 3×3-Determinanten, Kofaktorentwicklung und Auswirkungen von Zeilenoperationen.

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det(A) = ad − bc

2×2-Determinante

3×3-Kofaktorentwicklung

Elimination und größere Matrizen

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Gib eine quadratische Matrix ein und verfolge 2×2- und 3×3-Determinanten, Kofaktorentwicklung und Auswirkungen von Zeilenoperationen. Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

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Gib eine quadratische Matrix ein und verfolge 2×2- und 3×3-Determinanten, Kofaktorentwicklung und Auswirkungen von Zeilenoperationen.

01ad − bc

2×2-Determinante

ad−bc berechnen; negative Ergebnisse sind zulässig.

02+ − +

3×3-Kofaktorentwicklung

Minoren mit wechselnden Vorzeichen verwenden. Sarrus gilt nur für 3×3.

03det(U) = ∏uᵢᵢ

Elimination und größere Matrizen

Beim Diagonalprodukt einer Dreiecksmatrix Zeilentausch und Skalierungsfaktoren berücksichtigen.

04det(A) = 0 ⇔ singular

Singularität und Geometrie

Determinante null bedeutet singulär; ihr Betrag beschreibt Flächen- oder Volumenskalierung.

Methode

Eingabe und Überprüfung

Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

  1. 1

    Vollständige Matrix eingeben

    A ∈ ℝⁿˣⁿ

    Jede innere Klammer ist eine Zeile. Vorzeichen, Brüche und die rechte Seite b erhalten.

  2. 2

    Operation angeben

    Cᵢⱼ = (−1)ⁱ⁺ʲ Mᵢⱼ

    Gewünschte Methode und den reellen oder komplexen Zahlenbereich nennen.

  3. 3

    Schritte nachvollziehen

    Rᵢ ↔ Rⱼ ⇒ −det(A)

    Jede Zeilenoperation und jede freie Variable mit der Originalmatrix vergleichen.

  4. 4

    Ergebnis prüfen

    det(A) ≠ 0 ⇒ A⁻¹

    In die Ausgangsgleichung einsetzen oder das Produkt und jedes Eigenpaar überprüfen.

Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

Formelübersicht

Formeln und Voraussetzungen

Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

2×2-Formel

det([[a,b],[c,d]]) = ad − bc

ad−bc berechnen; negative Ergebnisse sind zulässig.

Kofaktorentwicklung

det(A) = Σⱼ aᵢⱼ(−1)ⁱ⁺ʲMᵢⱼ

Minoren mit wechselnden Vorzeichen verwenden. Sarrus gilt nur für 3×3.

Zeilenaddition

Rᵢ ← Rᵢ + kRⱼ

i ≠ j; det(A′) = det(A)

Dreiecksmatrix

det(U) = u₁₁u₂₂…uₙₙ

Beim Diagonalprodukt einer Dreiecksmatrix Zeilentausch und Skalierungsfaktoren berücksichtigen.

Beispiel

Durchgerechnete Beispiele

Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

Beispiel 1

det([[2,1],[1,3]])

ad−bc und Prüfung durch Elimination.

  1. a = 2; b = 1; c = 1; d = 3
  2. ad − bc = 2·3 − 1·1 = 5

Ergebnis: det(A) = 5 ≠ 0

Prüfung: R₂ ← R₂ − ½R₁: 2·(5/2) = 5

Beispiel 2

det([[1,2,0],[0,3,4],[5,0,6]])

Minoren und wechselnde Vorzeichen der ersten Zeile.

  1. (+ , − , +)
  2. M₁₁ = 3·6 − 4·0 = 18; M₁₂ = 0·6 − 4·5 = −20
  3. det(A) = 1·18 − 2·(−20) + 0 = 58

Ergebnis: det(A) = 58 ≠ 0

Prüfung: R₃ ← R₃ − 5R₁; R₃ ← R₃ + (10/3)R₂: 1·3·(58/3) = 58

Beispiel 3

det([[1,2,3],[2,4,6],[0,1,1]])

Die zweite Zeile ist doppelt so groß wie die erste: singulär.

  1. R₂ = 2R₁
  2. R₂ ← R₂ − 2R₁: R₂ = [0,0,0]
  3. det(A) = 0

Ergebnis: det(A) = 0

Prüfung: 1·(4−6) − 2·(2−0) + 3·(2−0) = 0

Häufige Fehler, auf die du achten solltest

Brüche beibehalten und nicht zu früh runden. KI kann Fehler machen; wichtige Rechnungen unabhängig prüfen.

Unpassende Dimensionen

Determinanten und Eigenwerte erfordern quadratische Matrizen; auch Produktdimensionen prüfen.

Vorzeichen oder Faktoren verlieren

Zeilentausch, Skalierung und Kofaktorvorzeichen genau verfolgen.

Überprüfung überspringen

Ergebnis einsetzen; der Nullvektor ist kein Eigenvektor.