Aufgabengruppe 2 - 1 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Lineare Algebra 2025

Thema: Lineare Gleichungssysteme · Aus der Prüfung LK · Teil A · Lineare Algebra (2025)

Aufgabenstellung

Betrachtet wird das folgende lineare Gleichungssystem mit einem Parameter a∈Ra \in \mathbb{R}:

Ix+2⋅y=aII−y+4⋅z=2III(4−a2)⋅z=2+a\begin{aligned} \text{I} &\quad x + 2\cdot y = a \\ \text{II} &\quad -y + 4\cdot z = 2 \\ \text{III} &\quad (4 - a^2)\cdot z = 2 + a \end{aligned}

Betrachtet wird das folgende lineare Gleichungssystem mit einem Parameter a∈Ra \in \mathbb{R}:

$\begin{matrix}

\mathrm{I} & x & + & 2 \cdot y & & & = & a \\

\mathrm{II} & & & - y & + & 4 \cdot z & = & 2 \\

\mathrm{III} & & & & & (4 - a^2) \cdot z & = & 2 + a

\end{matrix}$

a

Bestimmen Sie die Lösung des Gleichungssystems für a=0a = 0.

x=x =

y=y =

z=z =

b

Begründen Sie die folgende Aussage:

Es gibt einen Wert von aa, für den das Gleichungssystem keine Lösung besitzt, und es gibt einen Wert von aa, für den das Gleichungssystem unendlich viele Lösungen besitzt.

Aufgabenstellung: Aufgabengruppe 2 - 1 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Lineare Algebra 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a) Bestimmen Sie die Lösung des Gleichungssystems für a = 0 (Wert für x):

Lösung: 0

a) Bestimmen Sie die Lösung des Gleichungssystems für a = 0 (Wert für y):

Lösung: 0

a) Bestimmen Sie die Lösung des Gleichungssystems für a = 0 (Wert für z):

Lösung: 1/21/2 / 0,50{,}5

b) Wert von a, für den das Gleichungssystem keine Lösung besitzt:

Lösung: 2

b) Wert von a, für den das Gleichungssystem unendlich viele Lösungen besitzt:

Lösung: -2

b) Begründung zur Lösbarkeit:

Lösung: Wegen y=4z−2y = 4z - 2 (aus II) und x=−8z+4+ax = -8z + 4 + a (aus I) entspricht für jeden Wert von aa die Anzahl der Lösungen des Gleichungssystems der Anzahl der Lösungen der Gleichung III für zz: (2+a)⋅(2−a)⋅z=2+a(2+a)\cdot(2-a)\cdot z = 2+a Im Fall a=2a=2 ergibt sich keine Lösung und im Fall a=−2a=-2 ergeben sich unendlich viele Lösungen.

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