Beispiel für ein Gleichungsystem mit unendlich vielen Lösungen
\begin{eqnarray*}
6x_{1} + 9x_{2} + 9x_{3} + 9x_{4} & = & 3\\
2x_{1} + 1x_{2} + 5x_{3} -3x_{4} & = & 1\\
2x_{1} + 4x_{2} +2x_{3} +6x_{4} & = & 1\\
4x_{1} +5x_{2} +7x_{3} + 3x_{4} & = & 2
\end{eqnarray*}
Die Variable $x_{1}$ wird aus den Zeilen 2-4 eliminiert. Für die
Eliminierung in der zweiten und auch in der dritten Zeile wird die
erste Zeile durch 3 geteilt
und dann von der zweiten Zeilen und der dritten abgezogen. Analog
wird die erste Zeile 2/3 multipliziert und anschließend vierten Zeile subtrahiert.
Damit ist $x_{1}$ nur
noch in der ersten Zeile vorhanden.
\begin{eqnarray*}
6x_{1} +& 9x_{2} + 9x_{3} + 9x_{4} & = & 3\\
-&2x_{2} + 2x_{3} -6x_{4} & = & 0\\
+& 1x_{2} -1x_{3} +3x_{4} & = & 0\\
-&1x_{2} +1x_{3} - 3x_{4} & = & 0
\end{eqnarray*}
Die zweite Reihe wird durch 2 geteilt
und dann zur dritten addiert und von der vierten subtrahiert. Es ergibt sich:
\begin{eqnarray*}
6x_{1} + &9x_{2} +& 9x_{3} + 9x_{4} & = & 3\\
- &2x_{2} +& 2x_{3} -6x_{4} & = & 0\\
& &0\cdot x_{3} +0\cdot x_{4} & = & 0\\
& & 0\cdot x_{3} + 0\cdot x_{4} & = & 0
\end{eqnarray*}
Da die Aussage der letzten beiden Zeilen wahr ist (0=0),
können diese Zeile nun vernachlässigt werden.
Es bleiben nur die ersten zwei Zeilen.
\begin{eqnarray*}
6x_{1} + &9x_{2} +& 9x_{3} + 9x_{4} & = & 3\\
- &2x_{2} +& 2x_{3} -6x_{4} & = & 0\\
\end{eqnarray*}
Auflösen z.B. nach $x_1$ und $x_2$ liefert:
\begin{eqnarray*}
x_{1} & = & - 9/6 x_{2} - 9/6 x_{3} - 9/6x_{4}+3/6\\
x_{2} & = & x_{3} -3x_{4} \\
\end{eqnarray*}
Ersetzt man in der ersten Gleichung $x_2$ durch die rechte Seite der zweiten Gleichung,
so ergibt sich:
\begin{eqnarray*}
x_{1} & = & - 1,5 ( x_{3} -3x_{4}) - 1,5 x_{3} - 1,5x_{4}+0,5\\
x_{2} & = & x_{3} -3x_{4} \\
\end{eqnarray*}
also
\begin{eqnarray*}
x_{1} & = & - 3 x_{3} +3x_{4} +0,5\\
x_{2} & = & x_{3} -3x_{4} \\
\end{eqnarray*}
Jede beliebige Wahl von $x_3$ und $x_4$ liefert eine Lösung für das Gleichungfssystem.
Es bestehen somit unendliche viele Lösungen für das
Gleichungssystem.
Der Gaußsche Algorithmus liefert somit auch Informationen über die
Lösbarkeit eines linearen Gleichungssystems. In diesem Beispiel
kann man durch den Algorithmus zwar eine Lösung bestimmen, jedoch
sind zwei Variablen frei wählbar, d.h. das Gleichungssystem hat
zwei Freiheitsgrade.