Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = 27 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-5x +4⋅( -2 ) = 27

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +4⋅( -2 ) = 27
-5x -8 = 27 | +8
-5x = 35 |:(-5 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|6)
denn 1⋅2 +3⋅6 = 2 +18 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|5)
denn 1⋅5 +3⋅5 = 5 +15 = 20

Oder : (-1|7)
denn 1⋅( - 1 ) +3⋅7 = -1 +21 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = -16 (I) 2x +y = 2 (II)

Lösung einblenden
-4y = -16 (I) 2x +y = 2 (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 = -16 |:(-4 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

+y = 4 (I) 2x +y = 2 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 16 (I) 3x +2y = -22 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 16 (I) 3x +2y = -22 (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 = 16 | +4y
x = 16 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 +4y ) (I) 3x +2y = -22 (II)

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

3 · ( 16 +4y ) +2y = -22
48 +12y +2y = -22
14y +48 = -22 | -48
14y = -70 |:14
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 +4⋅( -5 )

= 16 -20

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 17 (I) 5x -5y = -40 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 17 (I) 5x -5y = -40 (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 = 17 | -4y
x = 17 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 17 -4y ) (I) 5x -5y = -40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 17 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 17 -4y ) -5y = -40
85 -20y -5y = -40
-25y +85 = -40 | -85
-25y = -125 |:(-25 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -4⋅5

= 17 -20

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4 = x -25 +3y (I)
2( 2x -7 )-6y = -4y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

-4 = x -25 +3y (I)
2( 2x -7 )-6y = -4y (II)
-4 = x -25 +3y | + 4 - x -3y (I)
4x -14 -6y = -4y | + 14 +4y (II)
-x -3y = -21 (I) 4x -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 = -21 | +3y
-x = -21 +3y |:(-1 )
x = 21 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 21 -3y ) (I) 4x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 21 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 21 -3y ) -2y = 14
84 -12y -2y = 14
-14y +84 = 14 | -84
-14y = -70 |:(-14 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 -3⋅5

= 21 -15

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

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 -2y = ?

2x -2y = ?

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

3x -2y = -9 +4 = -5

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -2y = -5

2x -2y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 -2⋅( -1 )

= 3 +2

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 188 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 230 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 +6y = 188 (I) 5x +7y = 230 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +6y = 188
6y +2x = 188 | -2x
6y = 188 -2x |:6
y = 94 3 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 94 3 - 1 3 x ) (I) 5x +7y = 230 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 94 3 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 7 · ( 94 3 - 1 3 x ) = 230
5x + 658 3 - 7 3 x = 230
8 3 x + 658 3 = 230 |⋅ 3
3( 8 3 x + 658 3 ) = 690
8x +658 = 690 | -658
8x = 32 |:8
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 94 3 - 1 3 ⋅4

= 94 3 - 4 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (4|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30