Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = -35 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

5⋅( -4 ) +5y = -35

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5⋅( -4 ) +5y = -35
-20 +5y = -35
5y -20 = -35 | +20
5y = -15 |:5
y = -3

Die Lösung ist somit: (-4|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +5y = 5 .

Bestimme eine mögliche Lösung (x|y) dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|1)
denn 3⋅0 +5⋅1 = 0 +5 = 5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-2)
denn 3⋅5 +5⋅( - 2 ) = 15 -10 = 5

Oder : (-5|4)
denn 3⋅( - 5 ) +5⋅4 = -15 +20 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 5 (I) +4y = -8 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 5 (I) +4y = -8 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

4y = -8 |:4
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = 5 (I) +y = -2 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch -2 ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -1 · ( -2 ) = 5
3x +2 = 5 | -2
3x = 3 |:3
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = -6 (I) x +4y = -9 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = -6 (I) x +4y = -9 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +4y = -9 | -4y
x = -9 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = -6 (I) x = ( -9 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -9 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -9 -4y ) - y = -6
27 +12y - y = -6
11y +27 = -6 | -27
11y = -33 |:11
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:

x = -9 -4⋅( -3 )

= -9 +12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = 15 (I) -5x +2y = 25 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = 15 (I) -5x +2y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = 15
4y -3x = 15 | +3x
4y = 15 +3x |:4
y = 15 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 15 4 + 3 4 x ) (I) -5x +2y = 25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 15 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( 15 4 + 3 4 x ) = 25
-5x + 15 2 + 3 2 x = 25
- 7 2 x + 15 2 = 25 |⋅ 2
2( - 7 2 x + 15 2 ) = 50
-7x +15 = 50 | -15
-7x = 35 |:(-7 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

y = 15 4 + 3 4 ⋅( -5 )

= 15 4 - 15 4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x - 3 5 y = -3 (I) 1 2 x -y = - 11 2 (II)

Lösung einblenden
3 5 x - 3 5 y = -3 (I) 1 2 x -y = - 11 2 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

1 2 x - y = - 11 2
-y + 1 2 x = - 11 2 |⋅ 2
2( -y + 1 2 x) = -11
-2y + x = -11 | - x
-2y = -11 - x |:(-2 )
y = 11 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

3 5 x - 3 5 y = -3 (I) +y = ( 11 2 + 1 2 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 11 2 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 5 x - 3 5 · ( 11 2 + 1 2 x ) = -3
3 5 x - 33 10 - 3 10 x = -3
3 10 x - 33 10 = -3 |⋅ 10
10( 3 10 x - 33 10 ) = -30
3x -33 = -30 | +33
3x = 3 |:3
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:

y = 11 2 + 1 2 ⋅1

= 11 2 + 1 2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-4x +5y = ?

-1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-4x +5y = -8 -15 = -23

-1x -2y = -2 +6 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = -23

-1x -2y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -4y = 8 (I) x +4y = -23 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 8 (I) x +4y = -23 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +4y = -23 | -4y
x = -23 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = 8 (I) x = ( -23 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -23 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -23 -4y ) -4y = 8
-92 -16y -4y = 8
-20y -92 = 8 | +92
-20y = 100 |:(-20 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:

x = -23 -4⋅( -5 )

= -23 +20

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 124 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 148 Watt.Wie viel Watt verbraucht eine LED-Lampe, wie viel eine Halogenlampe?

Lösung einblenden

Wir bezeichnen x als Stromverbrauch einer LED und y als Stromverbrauch einer Halogenlampe und

Aus den Sätzen der Aufgabenstellung ergibt sich somit folgendes lineare Gleichungssystem:

6x +5y = 124 (I) 2x +7y = 148 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +5y = 124
5y +6x = 124 | -6x
5y = 124 -6x |:5
y = 124 5 - 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 124 5 - 6 5 x ) (I) 2x +7y = 148 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 124 5 - 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 7 · ( 124 5 - 6 5 x ) = 148
2x + 868 5 - 42 5 x = 148
- 32 5 x + 868 5 = 148 |⋅ 5
5( - 32 5 x + 868 5 ) = 740
-32x +868 = 740 | -868
-32x = -128 |:(-32 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:

y = 124 5 - 6 5 ⋅4

= 124 5 - 24 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (4|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20