Wann sind n Vektoren im ℝ³ linear abhängig?

Eine Menge von \( n \) Vektoren \(\vec{v}_1, \vec{v}_2, \dots, \vec{v}_n \in \mathbb{R}^3\) ist linear abhängig, wenn mindestens einer dieser Vektoren als Linearkombination der anderen dargestellt werden kann. Anderfalls nennt man sie linear unabhängig.

Folgerung: Lineare Unabhängigkeit liegt genau dann vor, wenn sich der Nullvektor nur trivial als Linearkombination dieser n Vektoren darstellen lässt, d.h. die Darstellung

\[ \lambda_1 \vec{v}_1 + \lambda_2 \vec{v}_2 + \dots + \lambda_n \vec{v}_n = \vec{0} \]

ist nur möglich mit \( \lambda_1=\lambda_2=\dots=\lambda_n=0\).

Beispiel
Überprüfe folgende drei Vektoren auf lineare Abhängigkeit/Unabhängigkeit:
2
−
2
7
    
1
−
5
4
    
1
2
−
1

Der Ansatz   
λ
1
·
2
−
2
7
+
λ
2
·
1
−
5
4
+
λ
3
·
1
2
−
1
   führt zu folgendem Gleichungssystem:
 
 
(I):
    
2λ
1
+
λ
2
+
λ
3
=
0
 
(II):
    
−
2λ
1
−
5λ
2
+
2λ
3
=
0
(III):
    
7λ
1
+
4λ
2
−
λ
3
=
0
    
⇒
 
λ
3
=
7λ
1
+
4λ
2

(III) in (I):
2λ
1
+
λ
2
+
7λ
1
+
4λ
2
=
0
9λ
1
+
5λ
2
=
0
    
(I´)

(III) in (II):
−
2λ
1
−
5λ
2
+
14λ
1
+
8λ
2
=
0
12λ
1
+
3λ
2
=
0
:
3
4λ
1
+
λ
2
=
0
    
(II´)

(I´) − 5(II´) ergibt
9λ
1
−
20λ
1
=
0
−
11λ
1
=
0
:
−
11
λ
1
=
0
… und damit, eingesetzt in (II´) und (III), 
λ
2
=
λ
3
=
0.
Da alle Koeffizienten 0 sind, sind die drei Vektoren linear unabhängig.

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