Aufgabenbeispiele von LGS
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Wert zum Einsetzen finden
Beispiel:
Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: = .
Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.
Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:
=
Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:
= | |||
= | | | ||
= | |:() | ||
= |
Die Lösung ist somit: (1|2)
Wert zum Einsetzen finden (offen)
Beispiel:
Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: = .
Bestimme eine mögliche Lösung (x|y) dieser Gleichung ist.
Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-3)
denn
-4⋅
Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|1)
denn -4⋅
Oder : (-3|-7)
denn -4⋅
LGS (1 Var. schon aufgelöst)
Beispiel:
Löse das lineare Gleichungssystem:
Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.
x =
Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x
durch
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|: |
|
= |
|
Somit haben wir eine Lösung für y.
Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x =
Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)
LGS (1 Var. ohne Koeff.)
Beispiel:
Löse das lineare Gleichungssystem:
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:
|
= |
|
|
|
|
= |
|
Als neues LGS erhält man so:
Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x
durch (
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|: |
|
= |
|
Somit haben wir eine Lösung für y.
Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:
x =
=
=
also
x = -1
Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)
LGS (Standard)
Beispiel:
Löse das lineare Gleichungssystem:
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:
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|:( |
|
= |
|
Als neues LGS erhält man so:
Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x
durch (
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|: |
|
= |
|
Somit haben wir eine Lösung für y.
Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:
x =
=
=
also
x = 3
Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)
LGS (vorher umformen)
Beispiel:
Löse das lineare Gleichungssystem:
| = | | (I) | ||
| = | | (II) |
Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:
| = |
|
(I) | ||
| = |
|
(II) |
| = |
|
|
| (I) | |
| = |
|
| +
| (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:
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|:( |
|
= |
|
Als neues LGS erhält man so:
Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x
durch (
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|:( |
|
= |
|
Somit haben wir eine Lösung für y.
Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. Zeile ein:
x =
=
=
also
x = 4
Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)
LGS zu Lösungen finden
Beispiel:
Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.
Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:
-2x
-1x
Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:
-2x
-1x
So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:
-2x
-1x
LGS Lösungsvielfalt erkennen
Beispiel:
Bestimme die Lösungsmenge:
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:
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|:( |
|
= |
|
Als neues LGS erhält man so:
Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y
durch (
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
= |
|
Diese Gleichung hat keine Lösung!
Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.
LGS Anwendungen
Beispiel:
In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 243 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 273 Watt.Wie viel Watt verbraucht eine LED-Lampe, wie viel eine Halogenlampe?
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:
Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|: |
|
= |
|
Als neues LGS erhält man so:
Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y
durch (
|
= |
|
|
|
= |
|
|⋅ 8 |
|
= |
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
|
|:( |
|
= |
|
Somit haben wir eine Lösung für x.
Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. Zeile ein:
y =
=
=
also
y = 30
Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)
Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:
Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1
Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30