Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = -21 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

5⋅( -7 ) -2y = -21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5⋅( -7 ) -2y = -21
-35 -2y = -21
-2y -35 = -21 | +35
-2y = 14 |:(-2 )
y = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-7)
denn 1⋅( - 2 ) -2⋅( - 7 ) = -2 +14 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-8)
denn 1⋅( - 4 ) -2⋅( - 8 ) = -4 +16 = 12

Oder : (0|-6)
denn 1⋅0 -2⋅( - 6 ) = 0 +12 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 26 (I) -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 26 (I) -3y = -6 (II)

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

-3y = -6 |:(-3 )
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 26 (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:

4x + 3 · 2 = 26
4x +6 = 26 | -6
4x = 20 |:4
x = 5

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: (5|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -9 (I) 2x -3y = -14 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -9 (I) 2x -3y = -14 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -2y = -9 | +2y
x = -9 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -9 +2y ) (I) 2x -3y = -14 (II)

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

2 · ( -9 +2y ) -3y = -14
-18 +4y -3y = -14
y -18 = -14 | +18
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 +2⋅4

= -9 +8

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +y = -34 (I) 4x -2y = -16 (II)

Lösung einblenden
5x +y = -34 (I) 4x -2y = -16 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

5x + y = -34
y +5x = -34 | -5x
y = -34 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -34 -5x ) (I) 4x -2y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -34 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -34 -5x ) = -16
4x +68 +10x = -16
14x +68 = -16 | -68
14x = -84 |:14
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -34 -5⋅( -6 )

= -34 +30

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -5 - y = 0 (I)
2x = -x +23 -5y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

x -5 - y = 0 | + 5 (I)
2x = -x +23 -5y | + x +5y (II)
x -y = 5 (I) 3x +5y = 23 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

x - y = 5
-y + x = 5 | - x
-y = 5 - x |:(-1 )
y = -5 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + x ) (I) 3x +5y = 23 (II)

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

3x + 5 · ( -5 + x ) = 23
3x -25 +5x = 23
8x -25 = 23 | +25
8x = 48 |:8
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

-1x +4y = ?

2x -7y = ?

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

-1x +4y = -2 -8 = -10

2x -7y = 4 +14 = 18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +4y = -10

2x -7y = 18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -3y = -7 (I) -5x +2y = -26 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -7 (I) -5x +2y = -26 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -7
-3y -4x = -7 | +4x
-3y = -7 +4x |:(-3 )
y = 7 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 3 - 4 3 x ) (I) -5x +2y = -26 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( 7 3 - 4 3 x ) = -26
-5x + 14 3 - 8 3 x = -26
- 23 3 x + 14 3 = -26 |⋅ 3
3( - 23 3 x + 14 3 ) = -78
-23x +14 = -78 | -14
-23x = -92 |:(-23 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 3 - 4 3 ⋅4

= 7 3 - 16 3

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 96 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 60 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:

9x +3y = 96 (I) 5x +2y = 60 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +3y = 96
3y +9x = 96 | -9x
3y = 96 -9x |:3
y = 32 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 32 -3x ) (I) 5x +2y = 60 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 32 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 2 · ( 32 -3x ) = 60
5x +64 -6x = 60
-x +64 = 60 | -64
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 32 -3⋅4

= 32 -12

= 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