Zentralmatura 2027 · Angewandte Mathematik (HAK)

Matrizen: Rechnen, Matrizenprodukt, Inverse und Gozinto-Graph

Eine Matrix ordnet Zahlen in Zeilen und Spalten an, etwa den Rohstoffbedarf eines Betriebs oder die Verkäufe von Filialen. Diese Seite zeigt dir für die Klausur in Angewandter Mathematik, vor allem für Teil B der HAK und der HTL 2, wie du Matrizen addierst und multiplizierst, die Inverse mit Technologie bestimmst, Produktionsprozesse mit dem Gozinto-Graphen als Matrizenrechnung ansetzt und die Matrixelemente im Sachzusammenhang deutest.

Angewandte Mathematik (HAK), Teil B: in 4 der 8 Klausuren seit Mai 2024.

In der Klausur

aus den Katalogen des BMB
Was der Katalog jeder Schulform zu diesem Thema sagt, und in welchen Aufgaben der Klausuren es gefragt wurde.
  • Angewandte Mathematik (HAK), Teil B

    • B_W2_2.1wirtschaftliche Sachverhalte mit Matrizen modellieren, die Matrixelemente interpretieren und damit argumentieren
    • B_W2_2.2Addition, Subtraktion und Multiplikation geeigneter Matrizen sowie die Berechnung der Inversen invertierbarer Matrizen mittels Technologieeinsatz durchführen
    • B_W2_2.3ein- oder zweistufige Produktionsprozesse mithilfe von Gozinto-Graphen modellieren, in diesem Kontext mit Matrizen rechnen, dabei interpretieren und argumentieren

    Gefragt in 4 der 8 Klausuren seit Mai 2024.

    Herbsttermin 2026: Aufgaben 9a2, 9b1, 9b2, 9c1, 9c2; Herbsttermin 2025: Aufgaben 9a1, 9a2, 9a3, 9b1; Haupttermin 2025: Aufgaben 9a1, 9a2, 9a3; Haupttermin 2024: Aufgaben 9a1, 9a2, 9a3, 9a4

    Formelsammlung: ja · Technologie: erlaubt

    Alle Themen dieser KlausurDie FormelsammlungDie Klausur vom Herbsttermin 2026 kostenlos schreiben

  • Angewandte Mathematik (HTL 2), Teil B

    • B_T2_2.5lineare Gleichungssysteme in Matrizenschreibweise übertragen und umgekehrt und diese Darstellungsform mithilfe der Matrizenmultiplikation begründen

    Gefragt in keiner der 8 Klausuren seit Mai 2024.

    Formelsammlung: ja · Technologie: erlaubt

    Alle Themen dieser KlausurDie FormelsammlungDie Klausur vom Herbsttermin 2026 kostenlos schreiben

Gezählt: AHS die Haupttermine 2022–2026, BHS alle Klausuren seit Mai 2024. Eine Klausur zählt, wenn eine Aufgabe das Thema fragt.

Das Wichtigste

was du wissen musst
  • Eine Matrix mit mm Zeilen und nn Spalten ist eine mm×nn-Matrix. Das Element aija_{ij} steht in Zeile ii und Spalte jj. Eine Zeile ist ein Zeilenvektor, eine Spalte ein Spaltenvektor; hat die Matrix gleich viele Zeilen und Spalten, ist sie quadratisch. Die Einheitsmatrix E\boldsymbol{E} hat auf der Diagonale Einsen und sonst Nullen, die transponierte Matrix AT\boldsymbol{A}^{\mathrm{T}} vertauscht Zeilen und Spalten.
  • Matrizen gleicher Größe addierst und subtrahierst du Element für Element, und mit einer Zahl kk multiplizierst du jedes Element. Bei verschiedenen Größen sind Summe und Differenz nicht definiert.
  • Das Produkt C=\boldsymbol{C} ={}A⋅B \boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} gibt es nur, wenn A\boldsymbol{A} so viele Spalten wie B\boldsymbol{B} Zeilen hat. Ist A\boldsymbol{A} eine mm×pp-Matrix und B\boldsymbol{B} eine pp×nn-Matrix, ist C\boldsymbol{C} eine mm×nn-Matrix mit cij=c_{ij} ={}ai1⋅b1j+ a_{i1} \cdot b_{1j} +{}…+aip⋅bpj \ldots + a_{ip} \cdot b_{pj}: Zeile ii von A\boldsymbol{A} mal Spalte jj von B\boldsymbol{B}. Im Allgemeinen gilt A⋅B≠B⋅A\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} \neq \boldsymbol{B} \cdot \boldsymbol{A}.
  • Die Inverse A−1\boldsymbol{A}^{-1} einer quadratischen Matrix erfüllt A⋅A−1=\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{A}^{-1} ={}E \boldsymbol{E}. In Teil B der HAK wird sie mit Technologie berechnet; du dokumentierst, mit welcher Funktion und welcher Matrix du sie bestimmt hast.
  • In Teil B der HAK stellst du ein- oder zweistufige Produktionsprozesse mit einem Gozinto-Graphen dar. Die Matrix A\boldsymbol{A} gibt den Bedarf an Ausgangsstoffen je Zwischenprodukt an, die Matrix B\boldsymbol{B} den Bedarf an Zwischenprodukten je Endprodukt. Dann ist A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} der Bedarf je Endprodukt, und A⋅B⋅d⃗\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} \cdot \vec{d} ist der Bedarf für die Nachfrage d⃗\vec{d}.
  • Beim Übertragen des Gozinto-Graphen in eine Matrix gelten in Teil B der HAK die Vereinbarungen des Katalogs: Die Reihenfolge der Zeilen und Spalten entspricht der Reihenfolge im Graphen, und die Produktionsverflechtung wird von den Zeilen in die Spalten angeschrieben.
  • In Teil B der HTL 2 überträgst du lineare Gleichungssysteme in Matrizenschreibweise A⋅x⃗=\boldsymbol{A} \cdot \vec{x} ={}b⃗ \vec{b} und begründest diese Darstellung mit der Matrizenmultiplikation. Ist A\boldsymbol{A} invertierbar, gilt x⃗=\vec{x} ={}A−1⋅b⃗ \boldsymbol{A}^{-1} \cdot \vec{b}.

Die Klausur in Angewandter Mathematik dauert 270 Minuten und hat 42 Punkte, in Teil A und Teil B. Eine Rechnung zählt nur mit nachvollziehbarem Rechenansatz oder dokumentiertem Technologieeinsatz. Erlaubt sind die Formelsammlung und deine Technologie.

So gehst du vor

Schritt für Schritt
  1. 1.Größen und Reihenfolge festlegen

    Lege fest, wofür Zeilen und Spalten stehen und in welcher Reihenfolge. Bei einem Gozinto-Graphen in Teil B der HAK übernimmst du die Reihenfolge des Graphen für Zeilen und Spalten.
  2. 2.Die Matrizen aufstellen

    Lies die Zahlen aus Tabelle oder Graph ab und schreibe sie als Matrix oder Vektor an. Notiere für jede Matrix die Größe, zum Beispiel 3×2 für drei Zeilen und zwei Spalten.
  3. 3.Die Dimensionen des Produkts prüfen

    Das Produkt A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} ist nur definiert, wenn die Spaltenzahl von A\boldsymbol{A} gleich der Zeilenzahl von B\boldsymbol{B} ist. Die Ergebnismatrix hat die Zeilenzahl von A\boldsymbol{A} und die Spaltenzahl von B\boldsymbol{B}.
  4. 4.Rechnen oder Technologie einsetzen

    Multipliziere kleine Matrizen von Hand Zeile mal Spalte. Für Inverse und größere Produkte setzt du Technologie ein und dokumentierst Funktion und Ausgangsparameter, etwa „Inverse der Matrix A\boldsymbol{A}“.
  5. 5.Ergebnis deuten

    Sag, was ein Element im Sachzusammenhang bedeutet, mit Einheit und mit dem Bezug zu Zeile und Spalte. Das ist in Teil B oft die eigentliche Handlungsanweisung.

Beispiele

Versuch es zuerst selbst und vergleiche dann mit dem Lösungsweg.
  1. 1.Zweistufiger Produktionsprozess

    Ein Beispiel in der Art von Teil B der HAK: Ein Betrieb stellt aus den Rohstoffen R1R_1, R2R_2, R3R_3 die Zwischenprodukte Z1Z_1, Z2Z_2 und daraus die Endprodukte E1E_1, E2E_2 her. Die Matrix A\boldsymbol{A} gibt den Bedarf an Rohstoffen je Zwischenprodukt an, die Matrix B\boldsymbol{B} den Bedarf an Zwischenprodukten je Endprodukt (alle Angaben in Mengeneinheiten): A=(422113)\boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 4 & 2 \\ 2 & 1 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}, B=(1221)\boldsymbol{B} = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 2 & 1 \end{pmatrix}. Die Nachfrage ist d⃗=(1020)\vec{d} = \begin{pmatrix} 10 \\ 20 \end{pmatrix} Stück. Die Rohstoffe kosten c⃗=(352)\vec{c} = \begin{pmatrix} 3 \\ 5 \\ 2 \end{pmatrix} Geldeinheiten je Mengeneinheit. Berechne den Rohstoffbedarf für die Nachfrage und die Rohstoffkosten.
  2. 2.Matrizenprodukt: die Reihenfolge zählt

    Gegeben sind A=(1230)\boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 0 \end{pmatrix} und B=(2114)\boldsymbol{B} = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 1 & 4 \end{pmatrix}. Berechne A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} und B⋅A\boldsymbol{B} \cdot \boldsymbol{A} und vergleiche.
  3. 3.Gleichungssystem mit der Inversen lösen

    Für eine Bestellung gelten: 2 Kaffee und 1 Kuchen kosten € 7,00, 1 Kaffee und 3 Kuchen kosten € 9,00. Schreibe das Gleichungssystem in Matrizenschreibweise an und bestimme die Preise mithilfe der Inversen.
  4. 4.Matrix mit Einheiten deuten

    Die Matrix V=(12857109)\boldsymbol{V} = \begin{pmatrix} 12 & 8 & 5 \\ 7 & 10 & 9 \end{pmatrix} gibt die täglich verkauften Stück dreier Produkte in zwei Filialen an (Zeilen: Filialen, Spalten: Produkte). Der Vektor p⃗=(4610)\vec{p} = \begin{pmatrix} 4 \\ 6 \\ 10 \end{pmatrix} enthält die Preise in Euro je Stück. Berechne V⋅p⃗\boldsymbol{V} \cdot \vec{p} und erkläre, was die Komponenten bedeuten.

Eine Aufgabe aus der Zentralmatura

eine echte Maturaaufgabe
So steht die Aufgabe in der Klausur, mit dem Text der Aufgabe darüber. Versuch sie zuerst selbst, bevor du den Lösungsweg öffnest.
ZentralmaturaHAK

Fußball-Sammelkarten (Aufgabe 9, Teil b)

Ein Unternehmen produziert Sammelkarten (K1K_1, K2K_2, K3K_3, K4K_4) zu einem Fußball-Großereignis und verkauft sie in Säckchen (S1S_1, S2S_2) bzw. Boxen (B1B_1, B2B_2, B3B_3). Die entsprechenden Verflechtungen können dem nachstehenden Gozinto-Graphen entnommen werden (alle Zahlen in Stück).
Datenquelle: Bundesministerium für Bildung (CC BY 4.0)
K1K_1 ... Einzelbilder K2K_2 ... Gruppenbilder K3K_3 ... Sonderbilder K4K_4 ... Limited Editions S1S_1 ... kleine Säckchen S2S_2 ... große Säckchen B1B_1 ... kleine Boxen B2B_2 ... große Boxen B3B_3 ... De-luxe-Boxen Die quadratische Matrix V\boldsymbol{V} beschreibt die Produktionsverflechtung zwischen Sammelkarten, Säckchen und Boxen.
Datenquelle: Bundesministerium für Bildung (CC BY 4.0)

Aufgabe 9, Teilaufgabe b1.

Geben Sie die Werte der Matrixelemente v36v_{36} und v49v_{49} an.

Datenquelle: Bundesministerium für Bildung — Zentralmatura, Angewandte Mathematik (HAK), Herbsttermin 2025/26 (22. September 2026), Aufgabe 9, Teilaufgabe b1 — matura.gv.at, CC BY 4.0 · Die Klausur auf matura.gv.at · Die ganze Klausur kostenlos schreiben

ZentralmaturaHAK

Fußball-Sammelkarten (Aufgabe 9, Teil b)

Ein Unternehmen produziert Sammelkarten (K1K_1, K2K_2, K3K_3, K4K_4) zu einem Fußball-Großereignis und verkauft sie in Säckchen (S1S_1, S2S_2) bzw. Boxen (B1B_1, B2B_2, B3B_3). Die entsprechenden Verflechtungen können dem nachstehenden Gozinto-Graphen entnommen werden (alle Zahlen in Stück).
Datenquelle: Bundesministerium für Bildung (CC BY 4.0)
K1K_1 ... Einzelbilder K2K_2 ... Gruppenbilder K3K_3 ... Sonderbilder K4K_4 ... Limited Editions S1S_1 ... kleine Säckchen S2S_2 ... große Säckchen B1B_1 ... kleine Boxen B2B_2 ... große Boxen B3B_3 ... De-luxe-Boxen Die quadratische Matrix V\boldsymbol{V} beschreibt die Produktionsverflechtung zwischen Sammelkarten, Säckchen und Boxen.
Datenquelle: Bundesministerium für Bildung (CC BY 4.0)

Aufgabe 9, Teilaufgabe b2.

Das Unternehmen schätzt die Nachfrage für eine bestimmte Region und einen bestimmten Zeitraum wie folgt ein: Es werden 2 000 kleine Säckchen, 1 500 große Säckchen, je 500 Stück der kleinen und großen Boxen sowie 300 De-luxe-Boxen verkauft. Der zu V\boldsymbol{V} passende Vektor n⃗\vec{\boldsymbol{n}} beschreibt diese Nachfrage. Geben Sie den Vektor n⃗\vec{\boldsymbol{n}} an.

Datenquelle: Bundesministerium für Bildung — Zentralmatura, Angewandte Mathematik (HAK), Herbsttermin 2025/26 (22. September 2026), Aufgabe 9, Teilaufgabe b2 — matura.gv.at, CC BY 4.0 · Die Klausur auf matura.gv.at · Die ganze Klausur kostenlos schreiben

Je nach Schulform und Cluster

AHS, Teil A, Teil B

Angewandte Mathematik (HTL 2)

In Teil B der HTL 2 lautet der Deskriptor B_T2_2.5: „lineare Gleichungssysteme in Matrizenschreibweise übertragen und umgekehrt und diese Darstellungsform mithilfe der Matrizenmultiplikation begründen“. Du überträgst also ein Gleichungssystem in die Form A⋅x⃗=\boldsymbol{A} \cdot \vec{x} ={}b⃗ \vec{b} und zurück und zeigst mit der Zeile-mal-Spalte-Regel, dass beide Schreibweisen dasselbe sagen. Gozinto-Graphen und Produktionsprozesse nennt der Katalog der HTL 2 nicht; sie gehören zu Teil B der HAK. Die Regeln für das Produkt gelten in beiden Katalogen gleich. Schreibe auch hier einen nachvollziehbaren Rechenansatz an.

Teste dich selbst

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HAK

Aufgabe 1.

Die Matrix A\boldsymbol{A} hat 3 Zeilen und 2 Spalten, die Matrix B\boldsymbol{B} hat 2 Zeilen und 4 Spalten. Welche Aussage ist richtig?

Aufgabe für diese Seite — Lösungsweg von Kleksa.

HTL 2

Aufgabe 2.

Das Gleichungssystem x+2⋅y=5x + 2 \cdot y = 5 und 3⋅x−y=13 \cdot x - y = 1 soll in der Form A⋅x⃗=\boldsymbol{A} \cdot \vec{x} ={}b⃗ \vec{b} mit x⃗=(xy)\vec{x} = \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} geschrieben werden. Kreuze die beiden zutreffenden Aussagen an.

Wähle höchstens 2

Aufgabe für diese Seite — Lösungsweg von Kleksa.

HAK

Aufgabe 3.

Gegeben sind A=(2314)\boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 2 & 3 \\ 1 & 4 \end{pmatrix} und B=(5021)\boldsymbol{B} = \begin{pmatrix} 5 & 0 \\ 2 & 1 \end{pmatrix} und C=\boldsymbol{C} ={}A⋅B \boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B}. Berechne das Element c21c_{21} in der zweiten Zeile und ersten Spalte von C\boldsymbol{C}.

Aufgabe für diese Seite — Lösungsweg von Kleksa.

HAK

Aufgabe 4.

Ein Betrieb braucht für ein Stück von P1P_1 3 kg Stahl und 2 kg Kunststoff, für ein Stück von P2P_2 1 kg Stahl und 4 kg Kunststoff. Es sollen 50 Stück von P1P_1 und 30 Stück von P2P_2 hergestellt werden. Wie viel kg Kunststoff werden benötigt?

Aufgabe für diese Seite — Lösungsweg von Kleksa.

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Typische Fehler

wo Punkte verloren gehen
  • Die Dimensionen nicht prüfen. Das Produkt A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} gibt es nur, wenn die Spaltenzahl von A\boldsymbol{A} gleich der Zeilenzahl von B\boldsymbol{B} ist. Schreibe die Größen neben die Matrizen, bevor du rechnest.
  • Elementweise multiplizieren statt Zeile mal Spalte. Das Matrizenprodukt ist nicht das Produkt gleich stehender Elemente: Jedes Element der Ergebnismatrix ist eine Summe aus mehreren Produkten.
  • Die Reihenfolge der Faktoren vertauschen. A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} und B⋅A\boldsymbol{B} \cdot \boldsymbol{A} sind im Allgemeinen verschieden oder gar nicht beide definiert. Beim Gozinto-Graphen der HAK entscheidet die Reihenfolge darüber, was das Ergebnis bedeutet.
  • Zeilen und Spalten der Matrix verwechseln. Beim Übertragen eines Gleichungssystems oder eines Graphen steht jede Gleichung in einer Zeile; beim Gozinto-Graphen der HAK wird die Verflechtung von den Zeilen in die Spalten angeschrieben.
  • Das Ergebnis ohne Einheit und Bezug angeben. Ein Matrixelement ist eine Stückzahl, eine Menge oder ein Betrag. Sag, zu welcher Zeile und Spalte es gehört und was es dort bedeutet.

Merk dir

  • mm×pp-Matrix mal pp×nn-Matrix gibt eine mm×nn-Matrix.
  • cijc_{ij} = Zeile ii von A\boldsymbol{A} mal Spalte jj von B\boldsymbol{B}.
  • A⋅B≠B⋅A\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} \neq \boldsymbol{B} \cdot \boldsymbol{A} im Allgemeinen.
  • A⋅A−1=\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{A}^{-1} ={}E \boldsymbol{E}; die Inverse bestimmst du mit Technologie.
  • HAK, Gozinto-Graph: A⋅B\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} ist der Bedarf je Endprodukt, A⋅B⋅d⃗\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{B} \cdot \vec{d} der Bedarf für die Nachfrage.

Häufige Fragen

  1. 1.Wann kann ich zwei Matrizen multiplizieren?+
    Antwort:Wenn die erste Matrix so viele Spalten hat wie die zweite Zeilen. Eine mm×pp-Matrix mal eine pp×nn-Matrix ergibt eine mm×nn-Matrix. Das gilt in Teil B der HAK ebenso wie in Teil B der HTL 2. Schreib die Größen immer an: So siehst du sofort, ob das Produkt existiert und wie die Ergebnismatrix aussieht.
  2. 2.Wie rechne ich die Inverse einer Matrix?+
    Antwort:In Teil B der HAK wird die Inverse invertierbarer Matrizen mit Technologie bestimmt. Du gibst die Matrix ein, rufst die Funktion für die Inverse auf und dokumentierst beides, etwa „Inverse der Matrix A\boldsymbol{A}“. Nicht jede quadratische Matrix hat eine Inverse; ist die Determinante null, gibt es keine. Mit der Probe A⋅A−1=\boldsymbol{A} \cdot \boldsymbol{A}^{-1} ={}E \boldsymbol{E} kontrollierst du das Ergebnis.
  3. 3.Was ist ein Gozinto-Graph?+
    Antwort:Ein Gozinto-Graph, auch Verflechtungsgraph oder Verflechtungsdiagramm genannt, zeigt in Teil B der HAK, wie viele Einheiten eines Stoffs in eine Einheit des nächsten Erzeugnisses eingehen. Jeder Pfeil trägt eine Stückzahl. Die Zahlen übertragen sich in Matrizen, und die Produkte der Matrizen beschreiben den Gesamtbedarf über mehrere Stufen.
  4. 4.In welcher Reihenfolge schreibe ich die Matrix aus dem Graphen an?+
    Antwort:Die Reihenfolge der Zeilen und Spalten entspricht der Reihenfolge der Knoten im Graphen. Nach der Vereinbarung des Katalogs der HAK wird die Produktionsverflechtung von den Zeilen in die Spalten angeschrieben: Ein Pfeil von Knoten ii zu Knoten jj ergibt ein Element in Zeile ii und Spalte jj.
  5. 5.Steht das Matrizenprodukt in der Formelsammlung?+
    Antwort:Ja. Das Kapitel Matrizen der Formelsammlung (Kapitel 12, Seite 10) führt die Multiplikation mit einer Zahl, Addition und Subtraktion, die Multiplikation von Matrizen mit der Formel für cijc_{ij}, die Einheitsmatrix, die transponierte Matrix und die Inverse an, dazu lineare Gleichungssysteme in Matrizenschreibweise und die Formeln für Produktionsprozesse mit einer quadratischen Verflechtungsmatrix. Wie du daraus eine Aufgabe löst und deutest, musst du aber selbst können.
  6. 6.Wie hängen Matrizen und Gleichungssysteme zusammen?+
    Antwort:Ein lineares Gleichungssystem lässt sich als A⋅x⃗=\boldsymbol{A} \cdot \vec{x} ={}b⃗ \vec{b} schreiben: Die Zeilen von A\boldsymbol{A} enthalten die Koeffizienten, x⃗\vec{x} die Unbekannten, b⃗\vec{b} die rechten Seiten. Das Produkt Zeile mal Spalte liefert genau die linken Seiten der Gleichungen. Das verlangt der Teil-B-Katalog der HTL 2 ausdrücklich. Ist A\boldsymbol{A} invertierbar, löst x⃗=\vec{x} ={}A−1⋅b⃗ \boldsymbol{A}^{-1} \cdot \vec{b} das System.

Quellen

Die Zeilen der Kataloge sind aus den Dokumenten des Bundesministeriums für Bildung zitiert; die Zählung ist von uns.

Seite geprüft am 28. Oktober 2026

Zum Schluss.

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