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LernenMathematikSekundarstufe IIVektorgeometrieLineare Abhängigkeit

Themenübersicht

Lineare Abhängigkeit

Linear abhängige Vektoren lassen sich aus anderen Vektoren zusammensetzen und spannen keine neue Richtung auf.

MathematikSekundarstufe II

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

xyb = 2aa
Illustration zu Lineare Abhängigkeit

Lineare Abhängigkeit erkennen

Vektoren sind linear abhängig, wenn mindestens einer ohne neue Richtung aus den anderen aufgebaut werden kann. Gleichwertig gibt es Koeffizienten, die nicht alle null sind und eine Linearkombination zum Nullvektor bilden.

λ1​v1​+⋯+λn​vn​=0

Bei zwei Vektoren genügt der Vielfachentest. Bei drei Vektoren im Raum kannst du ein Gleichungssystem oder die Determinante verwenden.

Merke

Enthält eine Vektormenge den Nullvektor, ist sie sofort linear abhängig.

Das lernst du

  • •Prüfe zwei Vektoren auf ein gemeinsames Vielfaches.
  • •Erkenne Abhängigkeit durch eine konkrete Linearkombination.
  • •Deute unabhängige Vektoren als eigenständige Richtungen.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Vielfache Vektoren

Untersuche a=(1∣2∣3) und b=(2∣4∣6).

  1. 1Verhältnis prüfen

    12​=24​=36​=2
  2. 2Beziehung notieren

    b=2a
  3. 3Nullkombination

    2a−b=0

Ergebnis

Die Vektoren sind linear abhängig.

Musteraufgabe 2

Mittel

Drei Vektoren

Untersuche a=(1∣0∣1),b=(0∣1∣1) und c=(1∣1∣2).

  1. 1Beziehung suchen

    a+b=(1∣1∣2)
  2. 2Mit c vergleichen

    c=a+b
  3. 3Nullkombination

    a+b−c=0

Ergebnis

Die drei Vektoren sind linear abhängig.

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Vielfachheitsfaktor

Für (3∣−6∣9)=λ(1∣−2∣3): Bestimme λ.

Aufgabe 2

Einfach

Vektorpaar prüfen

Sind (2∣1) und (6∣3) linear abhängig?

Aufgabe 3

Einfach

Nullvektor

Ist die Menge {(1∣0),(0∣0)} linear abhängig?

Aufgabe 4

Einfach

Parameter finden

Für welches k sind (2∣4) und (k∣10) linear abhängig?

Aufgabe 5

Mittel

Vielfache Vektoren erkennen

Untersuche a=(2∣−2∣4) und b=(−1∣1∣−2) auf lineare Abhängigkeit.

b=?λa

Bearbeite die Aufgabe schriftlich. Vergleiche danach mit der Lösung.

Aufgabe 6

Mittel

Abhängigkeit durch eine Summe

Untersuche a=(1∣0∣1), b=(0∣1∣1), c=(2∣3∣5) auf lineare Abhängigkeit.

λa+μb+νc=0

Bearbeite die Aufgabe schriftlich. Vergleiche danach mit der Lösung.

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Parameter in einer Determinante

Für welches k sind a=(1∣0∣1), b=(0∣1∣1), c=(2∣3∣k) linear abhängig?

det​101​011​23k​​=0

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

Nichttriviale Nullkombination

Finde eine nichttriviale lineare Beziehung zwischen a=(1∣2∣0), b=(0∣1∣1), c=(2∣5∣1).

λa+μb+νc=0