Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = -28 .

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

Lösung einblenden

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

-5x - ( -7 ) = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - ( -7 ) = -28
-5x +7 = -28 | -7
-5x = -35 |:(-5 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 4 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|2)
denn -3⋅2 +5⋅2 = -6 +10 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|5)
denn -3⋅7 +5⋅5 = -21 +25 = 4

Oder : (-3|-1)
denn -3⋅( - 3 ) +5⋅( - 1 ) = 9 -5 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = 4 (I) 3x = 12 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = 4 (I) 3x = 12 (II)

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

3x = 12 |:3
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 4 -4y = 4
12 -4y = 4
-4y +12 = 4 | -12
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = -14 (I) -3x +2y = 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 -3y = -14 | +3y
x = -14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -14 +3y ) +2y = 14
42 -9y +2y = 14
-7y +42 = 14 | -42
-7y = -28 |:(-7 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +3⋅4

= -14 +12

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = 46 (I) -x -y = -10 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = 46 (I) -x -y = -10 (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:

-x - y = -10
-y - x = -10 | + x
-y = -10 + x |:(-1 )
y = 10 - x

Als neues LGS erhält man so:

4x +5y = 46 (I) +y = ( 10 - x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( 10 - x ) = 46
4x +50 -5x = 46
-x +50 = 46 | -50
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 - 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 2 5 y = - 34 5 (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 5 (II)

Lösung einblenden
-x + 2 5 y = - 34 5 (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 5 (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 + 2 5 y = - 34 5 |⋅ 5
5( -x + 2 5 y) = -34
-5x +2y = -34 | -2y
-5x = -34 -2y |:(-5 )
x = 34 5 + 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 34 5 + 2 5 y ) (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 5 (II)

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

1 2 · ( 34 5 + 2 5 y ) + 2 5 y = 11 5
17 5 + 1 5 y + 2 5 y = 11 5
3 5 y + 17 5 = 11 5 |⋅ 5
5( 3 5 y + 17 5 ) = 11
3y +17 = 11 | -17
3y = -6 |:3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 34 5 + 2 5 ⋅( -2 )

= 34 5 - 4 5

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

-5x +2y = ?

-1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-5x +2y = 25 +4 = 29

-1x -1y = 5 -2 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +2y = 29

-1x -1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = -3 (I) 9x +6y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -3 (I) 9x +6y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = -3
-2y -3x = -3 | +3x
-2y = -3 +3x |:(-2 )
y = 3 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 2 - 3 2 x ) (I) 9x +6y = 9 (II)

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

9x + 6 · ( 3 2 - 3 2 x ) = 9
9x +9 -9x = 9
9 = 9 | -9
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 178 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 170 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:

7x +6y = 178 (I) 5x +6y = 170 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +6y = 178
6y +7x = 178 | -7x
6y = 178 -7x |:6
y = 89 3 - 7 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 89 3 - 7 6 x ) (I) 5x +6y = 170 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 89 3 - 7 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 6 · ( 89 3 - 7 6 x ) = 170
5x +178 -7x = 170
-2x +178 = 170 | -178
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 89 3 - 7 6 ⋅4

= 89 3 - 14 3

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (4|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25