Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = 14 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-5⋅( -1 ) +3y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5⋅( -1 ) +3y = 14
5 +3y = 14
3y +5 = 14 | -5
3y = 9 |:3
y = 3

Die Lösung ist somit: (-1|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|2)
denn 3⋅( - 4 ) -5⋅2 = -12 -10 = -22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-1)
denn 3⋅( - 9 ) -5⋅( - 1 ) = -27 +5 = -22

Oder : (1|5)
denn 3⋅1 -5⋅5 = 3 -25 = -22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -8 (I) -2x +3y = -5 (II)

Lösung einblenden
-2x = -8 (I) -2x +3y = -5 (II)

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

-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · 4 +3y = -5
-8 +3y = -5
3y -8 = -5 | +8
3y = 3 |:3
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 8 (I) 3x +2y = -16 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 8 (I) 3x +2y = -16 (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 -2y = 8 | +2y
x = 8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 +2y ) (I) 3x +2y = -16 (II)

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

3 · ( 8 +2y ) +2y = -16
24 +6y +2y = -16
8y +24 = -16 | -24
8y = -40 |:8
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +2⋅( -5 )

= 8 -10

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = 23 (I) -5x -3y = -19 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = 23 (I) -5x -3y = -19 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = 23
5y +4x = 23 | -4x
5y = 23 -4x |:5
y = 23 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 5 - 4 5 x ) (I) -5x -3y = -19 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -3 · ( 23 5 - 4 5 x ) = -19
-5x - 69 5 + 12 5 x = -19
- 13 5 x - 69 5 = -19 |⋅ 5
5( - 13 5 x - 69 5 ) = -95
-13x -69 = -95 | +69
-13x = -26 |:(-13 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 5 - 4 5 ⋅2

= 23 5 - 8 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x - 1 5 y = 9 5 (I) - 3 4 x -3y = 27 2 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x - 1 5 y = 9 5 (I) - 3 4 x -3y = 27 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x - 1 5 y = 9 5
- 1 5 y - 1 5 x = 9 5 |⋅ 5
5( - 1 5 y - 1 5 x) = 9
-y - x = 9 | + x
-y = 9 + x |:(-1 )
y = -9 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 - x ) (I) - 3 4 x -3y = 27 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -9 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 3 4 x -3 · ( -9 - x ) = 27 2
- 3 4 x +27 +3x = 27 2
9 4 x +27 = 27 2 |⋅ 4
4( 9 4 x +27 ) = 54
9x +108 = 54 | -108
9x = -54 |:9
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 - ( -6 )

= -9 +6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

2x -5y = ?

6x -16y = ?

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

2x -5y = 4 -15 = -11

6x -16y = 12 -48 = -36

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = -11

6x -16y = -36

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +2y = -27 (I) 4x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = -27 (I) 4x +4y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = -27
2y -5x = -27 | +5x
2y = -27 +5x |:2
y = - 27 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 27 2 + 5 2 x ) (I) 4x +4y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 27 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( - 27 2 + 5 2 x ) = -12
4x -54 +10x = -12
14x -54 = -12 | +54
14x = 42 |:14
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 27 2 + 5 2 ⋅3

= - 27 2 + 15 2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 298 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 288 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 +7y = 298 (I) 4x +7y = 288 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +7y = 298
7y +9x = 298 | -9x
7y = 298 -9x |:7
y = 298 7 - 9 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 298 7 - 9 7 x ) (I) 4x +7y = 288 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 298 7 - 9 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 298 7 - 9 7 x ) = 288
4x +298 -9x = 288
-5x +298 = 288 | -298
-5x = -10 |:(-5 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 298 7 - 9 7 ⋅2

= 298 7 - 18 7

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (2|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40