Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = -18 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

4⋅3 +5y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4⋅3 +5y = -18
12 +5y = -18
5y +12 = -18 | -12
5y = -30 |:5
y = -6

Die Lösung ist somit: (3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|3)
denn 4⋅2 +4⋅3 = 8 +12 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-1)
denn 4⋅6 +4⋅( - 1 ) = 24 -4 = 20

Oder : (-2|7)
denn 4⋅( - 2 ) +4⋅7 = -8 +28 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = -26 (I) 4x = 20 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -26 (I) 4x = 20 (II)

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

4x = 20 |:4
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · 5 -2y = -26
-20 -2y = -26
-2y -20 = -26 | +20
-2y = -6 |:(-2 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 3 (I) 3x +y = -15 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 3 (I) 3x +y = -15 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 3 (I) +y = ( -15 -3x ) (II)

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

-3x + 1 · ( -15 -3x ) = 3
-3x -15 -3x = 3
-6x -15 = 3 | +15
-6x = 18 |:(-6 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3⋅( -3 )

= -15 +9

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 5
-3y -4x = 5 | +4x
-3y = 5 +4x |:(-3 )
y = - 5 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 5 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( - 5 3 - 4 3 x ) = 5
3x - 20 3 - 16 3 x = 5
- 7 3 x - 20 3 = 5 |⋅ 3
3( - 7 3 x - 20 3 ) = 15
-7x -20 = 15 | +20
-7x = 35 |:(-7 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 3 - 4 3 ⋅( -5 )

= - 5 3 + 20 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 4 x + 3 4 y = 33 4 (I) - 1 5 x + 1 4 y = 1 20 (II)

Lösung einblenden
3 4 x + 3 4 y = 33 4 (I) - 1 5 x + 1 4 y = 1 20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 4 x + 3 4 y = 33 4
3 4 y + 3 4 x = 33 4 |⋅ 4
4( 3 4 y + 3 4 x) = 33
3y +3x = 33 | -3x
3y = 33 -3x |:3
y = 11 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 - x ) (I) - 1 5 x + 1 4 y = 1 20 (II)

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

- 1 5 x + 1 4 · ( 11 - x ) = 1 20
- 1 5 x + 11 4 - 1 4 x = 1 20
- 9 20 x + 11 4 = 1 20 |⋅ 20
20( - 9 20 x + 11 4 ) = 1
-9x +55 = 1 | -55
-9x = -54 |:(-9 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 - 6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

2x +3y = ?

6x +11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

2x +3y = 2 -12 = -10

6x +11y = 6 -44 = -38

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +3y = -10

6x +11y = -38

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - x ) (I) -2x +3y = 7 (II)

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

-2x + 3 · ( -1 - x ) = 7
-2x -3 -3x = 7
-5x -3 = 7 | +3
-5x = 10 |:(-5 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -2 )

= -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 144 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 132 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:

2x +7y = 144 (I) 6x +6y = 132 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +7y = 144
7y +2x = 144 | -2x
7y = 144 -2x |:7
y = 144 7 - 2 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 144 7 - 2 7 x ) (I) 6x +6y = 132 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 144 7 - 2 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 6 · ( 144 7 - 2 7 x ) = 132
6x + 864 7 - 12 7 x = 132
30 7 x + 864 7 = 132 |⋅ 7
7( 30 7 x + 864 7 ) = 924
30x +864 = 924 | -864
30x = 60 |:30
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 144 7 - 2 7 ⋅2

= 144 7 - 4 7

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (2|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20