Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = 28 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-4⋅( -5 ) -2y = 28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4⋅( -5 ) -2y = 28
20 -2y = 28
-2y +20 = 28 | -20
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (-5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x + y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|5)
denn -2⋅3 +1⋅5 = -6 +5 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|7)
denn -2⋅4 +1⋅7 = -8 +7 = -1

Oder : (2|3)
denn -2⋅2 +1⋅3 = -4 +3 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 6 (I) -4x +3y = 14 (II)

Lösung einblenden
-3x = 6 (I) -4x +3y = 14 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

x = -2 (I) -4x +3y = 14 (II)

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

-4 · ( -2 ) +3y = 14
8 +3y = 14
3y +8 = 14 | -8
3y = 6 |:3
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -9 (I) x +2y = -8 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -9 (I) x +2y = -8 (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 +2y = -8 | -2y
x = -8 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = -9 (I) x = ( -8 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -8 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -8 -2y ) +3y = -9
-8 -2y +3y = -9
y -8 = -9 | +8
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -2⋅( -1 )

= -8 +2

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = 8 (I) x -y = 0 (II)

Lösung einblenden
x +y = 8 (I) x -y = 0 (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 = 0
-y + x = 0 | - x
-y = -x |:(-1 )
y = x

Als neues LGS erhält man so:

x +y = 8 (I) +y = x (II)

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

x + 1 · x = 8
x + x = 8
2x = 8 |:2
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 3 4 y = 1 (I) 2 3 x - 1 2 y = - 10 3 (II)

Lösung einblenden
x + 3 4 y = 1 (I) 2 3 x - 1 2 y = - 10 3 (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 + 3 4 y = 1 |⋅ 4
4( x + 3 4 y) = 4
4x +3y = 4 | -3y
4x = 4 -3y |:4
x = 1 - 3 4 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 - 3 4 y ) (I) 2 3 x - 1 2 y = - 10 3 (II)

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

2 3 · ( 1 - 3 4 y ) - 1 2 y = - 10 3
2 3 - 1 2 y - 1 2 y = - 10 3
-y + 2 3 = - 10 3 |⋅ 3
3( -y + 2 3 ) = -10
-3y +2 = -10 | -2
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 - 3 4 ⋅4

= 1 -3

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-5x -4y = ?

-6x -8y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-5x -4y = -20 +12 = -8

-6x -8y = -24 +24 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -4y = -8

-6x -8y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
3x +6y = 6 (I) -x -2y = -2 (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 -2y = -2 | +2y
-x = -2 +2y |:(-1 )
x = 2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( 2 -2y ) +6y = 6
6 -6y +6y = 6
6 = 6 | -6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 168 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 172 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 = 168 (I) 2x +8y = 172 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 168
6y +8x = 168 | -8x
6y = 168 -8x |:6
y = 28 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 28 - 4 3 x ) (I) 2x +8y = 172 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 28 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 8 · ( 28 - 4 3 x ) = 172
2x +224 - 32 3 x = 172
- 26 3 x +224 = 172 |⋅ 3
3( - 26 3 x +224 ) = 516
-26x +672 = 516 | -672
-26x = -156 |:(-26 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 28 - 4 3 ⋅6

= 28 -8

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (6|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20