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Matrizenrechner

Matrix Calculator

Multipliziert, invertiert, transponiert und reduziert Matrizen zeilenweise in exakter Bruchrechnung und findet Determinante, Rang und Spur.

Multiplizieren, invertieren, transponieren und zeilenreduzieren Sie Matrizen und lesen Sie Determinante, Rang und Spur ab. Jeder Eintrag ist eine exakte rationale Zahl und keine Gleitkommazahl, eine singuläre Matrix hat also eine Determinante von genau 0, und die Inverse einer ganzzahligen Matrix kommt als 1/3 zurück und nicht als 0.3333333333333333.

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Matrix A

Eine Zeile pro Textzeile. Die Einträge werden durch Leerzeichen, Kommas oder Tabulatoren getrennt. Brüche wie 1/3 und Dezimalzahlen funktionieren beide.

Matrix B

Operation

Berechnen

Ergebnis

2  1
4  3

Über Matrix A

Format

2 × 2

Rang

2

Determinante

-2

Spur

5

Jeder Eintrag ist eine exakte rationale Zahl – ein Paar ganzer Zahlen beliebiger Genauigkeit – und keine Gleitkommazahl. Deshalb hat eine singuläre Matrix hier eine Determinante von genau 0 statt 3,6 × 10⁻¹⁶, und deshalb kommt die Inverse einer ganzzahligen Matrix als 1/3 zurück und nicht als 0,3333333333333333.

Eigenwerte werden bewusst nicht angeboten. Sie zu finden heißt, das charakteristische Polynom zu lösen, das jenseits von 4 × 4 keine geschlossene Form hat und ein iteratives numerisches Verfahren verlangt, dessen Antworten meist irrational sind – nichts, was die hier verwendete exakte Darstellung ausdrücken könnte. Ein Werkzeug, das Gleitkomma-Eigenwerte ausgibt, gibt ein anderes Versprechen als dieses.

So funktioniert es

  1. Tippen Sie die Matrix ein

    Eine Zeile pro Zeile, Einträge durch Leerzeichen, Kommas oder Tabulatoren getrennt. Brüche wie 1/3 werden so akzeptiert, wie sie sind, und bleiben exakt.

  2. Wählen Sie die Operation

    Manche brauchen eine zweite Matrix und manche nicht. Die Multiplikation braucht Spalten von A, die zu den Zeilen von B passen, und sagt das klar, wenn sie es nicht tun.

  3. Lesen Sie das Eigenschaften-Panel

    Form, Rang, Determinante und Spur für A. Ein Rang unter der Zeilenzahl ist der Grund, warum die Inverse nicht existiert, und ihn zu lesen erspart das Raten.

Häufige Fragen

Warum werden keine Eigenwerte angeboten?

Sie zu finden heißt, das charakteristische Polynom zu lösen, das jenseits von 4 × 4 keine geschlossene Form hat und ein iteratives numerisches Verfahren braucht, dessen Antworten gewöhnlich irrational sind – nichts, was die hier verwendete exakte rationale Darstellung ausdrücken kann. Ein Werkzeug, das Gleitkomma-Eigenwerte ausgäbe, würde ein anderes Versprechen geben als dieses.

Die Determinante ist 0, aber mein anderer Rechner sagt 1e-16

Dieser Rechner verwendet Gleitkommazahlen, bei denen die Rundung jedes Schritts einen Rest hinterlässt. Hier ist die Arithmetik exakt, eine singuläre Matrix ergibt also genau null, und Sie müssen nicht entscheiden, ob 3,6 × 10⁻¹⁶ als null zählt.

Wofür ist die RZSF?

Die reduzierte Zeilenstufenform löst ein lineares Gleichungssystem, findet den Rang und legt offen, welche Variablen frei sind. Sie ist das, was die Elimination unter jeder der anderen Operationen tut, sichtbar gemacht.

Eingabe aus

Danach

Diese Tools nehmen an, was dieses hier erzeugt, das Ergebnis kann also direkt weiter.