Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = -20 .

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

Lösung einblenden

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

2x -5⋅4 = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -5⋅4 = -20
2x -20 = -20 | +20
2x = 0 |:2
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 25 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|0)
denn -5⋅( - 5 ) -5⋅0 = 25 +0 = 25

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|5)
denn -5⋅( - 10 ) -5⋅5 = 50 -25 = 25

Oder : (0|-5)
denn -5⋅0 -5⋅( - 5 ) = 0 +25 = 25

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 3 (I) -x +3y = 7 (II)

Lösung einblenden
+3y = 3 (I) -x +3y = 7 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

3y = 3 |:3
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

+y = 1 (I) -x +3y = 7 (II)

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

-x + 3 · 1 = 7
-x +3 = 7 | -3
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = -21 (I) x -4y = -24 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -21 (I) x -4y = -24 (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 = -24 | +4y
x = -24 +4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = -21 (I) x = ( -24 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -24 +4y ) - y = -21
-96 +16y - y = -21
15y -96 = -21 | +96
15y = 75 |:15
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +4⋅5

= -24 +20

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = -19 (I) -x -5y = -25 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -19 (I) -x -5y = -25 (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 -5y = -25 | +5y
-x = -25 +5y |:(-1 )
x = 25 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = -19 (I) x = ( 25 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 25 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 25 -5y ) -4y = -19
-25 +5y -4y = -19
y -25 = -19 | +25
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 25 -5⋅6

= 25 -30

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4 -3y = -4x -7y (I)
0 = 5x +4( 2 + y) (II)

Lösung einblenden

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

4 -3y = -4x -7y (I)
0 = 5x +4( 2 + y) (II)
4 -3y = -4x -7y | -4 +4x +7y (I)
0 = 5x +8 +4y | -5x -4y (II)
4x +4y = -4 (I) -5x -4y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = -4
4y +4x = -4 | -4x
4y = -4 -4x |:4
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - x ) (I) -5x -4y = 8 (II)

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

-5x -4 · ( -1 - x ) = 8
-5x +4 +4x = 8
-x +4 = 8 | -4
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -4 )

= -1 +4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -1 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 = ?

5x -17y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

1x -4y = 5 +4 = 9

5x -17y = 25 +17 = 42

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = 9

5x -17y = 42

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
5x +3y = 5 (I) -5x +y = -25 (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:

-5x + y = -25
y -5x = -25 | +5x
y = -25 +5x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -25 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( -25 +5x ) = 5
5x -75 +15x = 5
20x -75 = 5 | +75
20x = 80 |:20
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 +5⋅4

= -25 +20

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 190 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 140 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:

8x +6y = 190 (I) 3x +5y = 140 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 190
6y +8x = 190 | -8x
6y = 190 -8x |:6
y = 95 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 95 3 - 4 3 x ) (I) 3x +5y = 140 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 95 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 95 3 - 4 3 x ) = 140
3x + 475 3 - 20 3 x = 140
- 11 3 x + 475 3 = 140 |⋅ 3
3( - 11 3 x + 475 3 ) = 420
-11x +475 = 420 | -475
-11x = -55 |:(-11 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 95 3 - 4 3 ⋅5

= 95 3 - 20 3

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (5|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25