Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x + y = 8 .

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

Lösung einblenden

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

-3x + ( -7 ) = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x + ( -7 ) = 8
-3x -7 = 8 | +7
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = 14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn 2⋅6 -1⋅( - 2 ) = 12 +2 = 14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-4)
denn 2⋅5 -1⋅( - 4 ) = 10 +4 = 14

Oder : (7|0)
denn 2⋅7 -1⋅0 = 14 +0 = 14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = -20 (I) 2x +4y = -32 (II)

Lösung einblenden
+4y = -20 (I) 2x +4y = -32 (II)

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

4y = -20 |:4
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

+y = -5 (I) 2x +4y = -32 (II)

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

2x + 4 · ( -5 ) = -32
2x -20 = -32 | +20
2x = -12 |:2
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -15 (I) -3x -4y = -19 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -15 (I) -3x -4y = -19 (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 -4y = -15 | +4y
x = -15 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -15 +4y ) (I) -3x -4y = -19 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -15 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -15 +4y ) -4y = -19
45 -12y -4y = -19
-16y +45 = -19 | -45
-16y = -64 |:(-16 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 +4⋅4

= -15 +16

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +3y = 18 (I) 2x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = 18 (I) 2x -y = -6 (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:

2x - y = -6
-y +2x = -6 | -2x
-y = -6 -2x |:(-1 )
y = 6 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +3y = 18 (I) +y = ( 6 +2x ) (II)

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

-5x + 3 · ( 6 +2x ) = 18
-5x +18 +6x = 18
x +18 = 18 | -18
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +2⋅0

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -3 (I) - 1 4 x - 1 2 y = - 5 4 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -3 (I) - 1 4 x - 1 2 y = - 5 4 (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 = -3
-y - x = -3 | + x
-y = -3 + x |:(-1 )
y = 3 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 - x ) (I) - 1 4 x - 1 2 y = - 5 4 (II)

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

- 1 4 x - 1 2 · ( 3 - x ) = - 5 4
- 1 4 x - 3 2 + 1 2 x = - 5 4
1 4 x - 3 2 = - 5 4 |⋅ 4
4( 1 4 x - 3 2 ) = -5
x -6 = -5 | +6
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 1

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

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.:

-2x +1y = ?

-5x +4y = ?

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

-2x +1y = -4 -2 = -6

-5x +4y = -10 -8 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = -6

-5x +4y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +y = 14 (I) -x +5y = -25 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 14 (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:

-4x +y = 14 (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:

-4 · ( 25 +5y ) + y = 14
-100 -20y + y = 14
-19y -100 = 14 | +100
-19y = 114 |:(-19 )
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 Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 267 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 307 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 +6y = 267 (I) 9x +7y = 307 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +6y = 267
6y +9x = 267 | -9x
6y = 267 -9x |:6
y = 89 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 89 2 - 3 2 x ) (I) 9x +7y = 307 (II)

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

9x + 7 · ( 89 2 - 3 2 x ) = 307
9x + 623 2 - 21 2 x = 307
- 3 2 x + 623 2 = 307 |⋅ 2
2( - 3 2 x + 623 2 ) = 614
-3x +623 = 614 | -623
-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 89 2 - 3 2 ⋅3

= 89 2 - 9 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (3|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40