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Linearkombination

Verstehe die Linearkombination Schritt für Schritt: Vektoren kombinieren und Abhängigkeit prüfen. Mit Beispielen und Aufgaben – für Oberstufe und Abi.

Mit Linearkombinationen baust du neue Vektoren aus vorhandenen Vektoren. Das ist ein Schlüsselwerkzeug für Geraden, Ebenen, Spannräume und lineare Abhängigkeit.

Deine Lernziele
  • Ich kann erklären, was eine Linearkombination ist.
  • Ich kann Vektoren mit Faktoren kombinieren.
  • Ich kann prüfen, ob ein Vektor als Linearkombination darstellbar ist.
  • Ich kann lineare Abhängigkeit grundlegend deuten.

Vektoren kombinieren

Eine Linearkombination entsteht, wenn du Vektoren mit Zahlen multiplizierst und addierst.

Definition

Linearkombination

Ein Vektor \(\vec v\) ist eine Linearkombination von \(\vec a\) und \(\vec b\), wenn es Zahlen \(r\) und \(s\) gibt mit \(\vec v=r\vec a+s\vec b\).

Beispiel

Mit \(\vec a=(1,0)\) und \(\vec b=(0,1)\) gilt \((3,4)=3\vec a+4\vec b\).

Merke

Die Zahlen vor den Vektoren heißen Koeffizienten. Sie steuern Richtung und Länge des Beitrags.

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Prüfen mit Gleichungen

Um zu prüfen, ob ein Vektor darstellbar ist, setzt du Koordinaten gleich.

Beispiel

Ist \((5,7)\) eine Linearkombination von \(\vec a=(1,1)\) und \(\vec b=(2,3)\)?

\(r(1,1)+s(2,3)=(5,7)\) ergibt \(r+2s=5\) und \(r+3s=7\). Subtraktion liefert \(s=2\), dann \(r=1\). Also \((5,7)=1\vec a+2\vec b\).

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Lineare Abhängigkeit

Vektoren sind linear abhängig, wenn einer aus den anderen als Linearkombination gebaut werden kann.

Definition

Lineare Abhängigkeit

Vektoren heißen linear abhängig, wenn es eine nichttriviale Linearkombination gibt, die den Nullvektor ergibt. Anschaulich bringt mindestens ein Vektor keine neue Richtung.

Beispiel

\((2,4)\) ist das Doppelte von \((1,2)\). Die beiden Vektoren sind linear abhängig, weil einer nur ein Vielfaches des anderen ist.

Prüfungsmodus

Achte auf die Frage: „darstellen“, „im Spann“, „linear abhängig“ und „Parameter finden“ meinen verwandte, aber nicht identische Aufgaben.

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Alles auf einen Blick

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Abschluss-Check

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Zusammenfassung

Eine Linearkombination ist eine Summe aus Vielfachen von Vektoren. Über Koordinatenvergleich findest du die Koeffizienten. Das Konzept erklärt Spann, Darstellbarkeit und lineare Abhängigkeit.