Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -13 .

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

Lösung einblenden

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

( -7 ) -3y = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -7 ) -3y = -13
-7 -3y = -13
-3y -7 = -13 | +7
-3y = -6 |:(-3 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (-7|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|0)
denn -5⋅( - 2 ) +4⋅0 = 10 +0 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|5)
denn -5⋅2 +4⋅5 = -10 +20 = 10

Oder : (-6|-5)
denn -5⋅( - 6 ) +4⋅( - 5 ) = 30 -20 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 18 (I) x -2y = 7 (II)

Lösung einblenden
-3y = 18 (I) x -2y = 7 (II)

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

-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -2 · ( -6 ) = 7
x +12 = 7 | -12
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 11 (I) 4x +3y = 23 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 11 (I) 4x +3y = 23 (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 = 11
y +2x = 11 | -2x
y = 11 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 -2x ) (I) 4x +3y = 23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( 11 -2x ) = 23
4x +33 -6x = 23
-2x +33 = 23 | -33
-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -2⋅5

= 11 -10

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +4y = -17 (I) -2x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = -17 (I) -2x +2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = -17
4y +5x = -17 | -5x
4y = -17 -5x |:4
y = - 17 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 17 4 - 5 4 x ) (I) -2x +2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 17 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 · ( - 17 4 - 5 4 x ) = 14
-2x - 17 2 - 5 2 x = 14
- 9 2 x - 17 2 = 14 |⋅ 2
2( - 9 2 x - 17 2 ) = 28
-9x -17 = 28 | +17
-9x = 45 |:(-9 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 17 4 - 5 4 ⋅( -5 )

= - 17 4 + 25 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 2( x -2 )-3y (I)
0 = 2( 2x -7 )-3y (II)

Lösung einblenden

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

3x = 2( x -2 )-3y (I)
0 = 2( 2x -7 )-3y (II)
3x = 2x -4 -3y | -2x +3y (I)
0 = 4x -14 -3y | -4x +3y (II)
x +3y = -4 (I) -4x +3y = -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 = -4 | -3y
x = -4 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -4 -3y ) (I) -4x +3y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -4 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -4 -3y ) +3y = -14
16 +12y +3y = -14
15y +16 = -14 | -16
15y = -30 |:15
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 -3⋅( -2 )

= -4 +6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 5 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 +3y = ?

-5x +10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-2x +3y = 8 +15 = 23

-5x +10y = 20 +50 = 70

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +3y = 23

-5x +10y = 70

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 15 (I) 4x -y = 15 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 15 (I) 4x -y = 15 (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 = 15
-y +4x = 15 | -4x
-y = 15 -4x |:(-1 )
y = -15 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +5y = 15 (I) +y = ( -15 +4x ) (II)

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

-2x + 5 · ( -15 +4x ) = 15
-2x -75 +20x = 15
18x -75 = 15 | +75
18x = 90 |:18
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 +4⋅5

= -15 +20

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 128 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 204 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 +4y = 128 (I) 6x +6y = 204 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = 128
4y +2x = 128 | -2x
4y = 128 -2x |:4
y = 32 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 32 - 1 2 x ) (I) 6x +6y = 204 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 32 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 6 · ( 32 - 1 2 x ) = 204
6x +192 -3x = 204
3x +192 = 204 | -192
3x = 12 |:3
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 32 - 1 2 ⋅4

= 32 -2

= 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