Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -3y = -21 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

2⋅( -6 ) -3y = -21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2⋅( -6 ) -3y = -21
-12 -3y = -21
-3y -12 = -21 | +12
-3y = -9 |:(-3 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (-6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -5y = -26 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|4)
denn -2⋅3 -5⋅4 = -6 -20 = -26

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|6)
denn -2⋅( - 2 ) -5⋅6 = 4 -30 = -26

Oder : (8|2)
denn -2⋅8 -5⋅2 = -16 -10 = -26

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -9 (I) -x +4y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x = -9 (I) -x +4y = 15 (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 = -9 |:3
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -3 ) +4y = 15
3 +4y = 15
4y +3 = 15 | -3
4y = 12 |:4
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 12 (I) 4x +3y = 6 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 12 (I) 4x +3y = 6 (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:

3x + y = 12
y +3x = 12 | -3x
y = 12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 -3x ) (I) 4x +3y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 12 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( 12 -3x ) = 6
4x +36 -9x = 6
-5x +36 = 6 | -36
-5x = -30 |:(-5 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -3⋅6

= 12 -18

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 4 (I) 3x +3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 4 (I) 3x +3y = -6 (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:

-2x + y = 4
y -2x = 4 | +2x
y = 4 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 +2x ) (I) 3x +3y = -6 (II)

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

3x + 3 · ( 4 +2x ) = -6
3x +12 +6x = -6
9x +12 = -6 | -12
9x = -18 |:9
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +2⋅( -2 )

= 4 -4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( 2x -13 )+4y = 2 (I)
2( 1 - y) = 2( 2x -7 ) - 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:

2( 2x -13 )+4y = 2 (I)
2( 1 - y) = 2( 2x -7 ) - y (II)
4x -26 +4y = 2 | + 26 (I)
2 -2y = 4x -14 - y | -2 -4x + y (II)
4x +4y = 28 (I) -4x -y = -16 (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:

-4x - y = -16
-y -4x = -16 | +4x
-y = -16 +4x |:(-1 )
y = 16 -4x

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 28 (I) +y = ( 16 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 16 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 16 -4x ) = 28
4x +64 -16x = 28
-12x +64 = 28 | -64
-12x = -36 |:(-12 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 -4⋅3

= 16 -12

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

3x -1y = ?

1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

3x -1y = 9 -2 = 7

1x -3y = 3 -6 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -1y = 7

1x -3y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-2x -y = 5 (I) -x +4y = 7 (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 = 7 | -4y
-x = 7 -4y |:(-1 )
x = -7 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -7 +4y ) - y = 5
14 -8y - y = 5
-9y +14 = 5 | -14
-9y = -9 |:(-9 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +4⋅1

= -7 +4

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 103 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 147 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:

3x +5y = 103 (I) 7x +7y = 147 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = 103
5y +3x = 103 | -3x
5y = 103 -3x |:5
y = 103 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 103 5 - 3 5 x ) (I) 7x +7y = 147 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 103 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 7 · ( 103 5 - 3 5 x ) = 147
7x + 721 5 - 21 5 x = 147
14 5 x + 721 5 = 147 |⋅ 5
5( 14 5 x + 721 5 ) = 735
14x +721 = 735 | -721
14x = 14 |:14
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 103 5 - 3 5 ⋅1

= 103 5 - 3 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (1|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20