Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3⋅1 -3y = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅1 -3y = 3
3 -3y = 3
-3y +3 = 3 | -3
-3y = 0 |:(-3 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|0)
denn -3⋅( - 4 ) +5⋅0 = 12 +0 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|3)
denn -3⋅1 +5⋅3 = -3 +15 = 12

Oder : (-9|-3)
denn -3⋅( - 9 ) +5⋅( - 3 ) = 27 -15 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = -8 (I) 3x = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = -8 (I) 3x = -6 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = -6 |:3
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = -8 (I) x = -2 (II)

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

-2 · ( -2 ) -4y = -8
4 -4y = -8
-4y +4 = -8 | -4
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 21 (I) 4x +y = 29 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 21 (I) 4x +y = 29 (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 = 29
y +4x = 29 | -4x
y = 29 -4x

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 21 (I) +y = ( 29 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 29 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 3 · ( 29 -4x ) = 21
x +87 -12x = 21
-11x +87 = 21 | -87
-11x = -66 |:(-11 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 -4⋅6

= 29 -24

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = 4 (I) -3x +5y = -28 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 4 (I) -3x +5y = -28 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 1 2 x ) (I) -3x +5y = -28 (II)

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

-3x + 5 · ( 1 - 1 2 x ) = -28
-3x +5 - 5 2 x = -28
- 11 2 x +5 = -28 |⋅ 2
2( - 11 2 x +5 ) = -56
-11x +10 = -56 | -10
-11x = -66 |:(-11 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 1 2 ⋅6

= 1 -3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 4 x -y = - 21 4 (I) 1 2 x - 1 3 y = - 1 2 (II)

Lösung einblenden
1 4 x -y = - 21 4 (I) 1 2 x - 1 3 y = - 1 2 (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:

1 4 x - y = - 21 4
-y + 1 4 x = - 21 4 |⋅ 4
4( -y + 1 4 x) = -21
-4y + x = -21 | - x
-4y = -21 - x |:(-4 )
y = 21 4 + 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 21 4 + 1 4 x ) (I) 1 2 x - 1 3 y = - 1 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 21 4 + 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x - 1 3 · ( 21 4 + 1 4 x ) = - 1 2
1 2 x - 7 4 - 1 12 x = - 1 2
5 12 x - 7 4 = - 1 2 |⋅ 12
12( 5 12 x - 7 4 ) = -6
5x -21 = -6 | +21
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 4 + 1 4 ⋅3

= 21 4 + 3 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

1x -5y = ?

-2x +7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

1x -5y = 2 -20 = -18

-2x +7y = -4 +28 = 24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = -18

-2x +7y = 24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +5y = -30 (I) 5x -y = 0 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = -30 (I) 5x -y = 0 (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:

5x - y = 0
-y +5x = 0 | -5x
-y = -5x |:(-1 )
y = 5x

Als neues LGS erhält man so:

5x +5y = -30 (I) +y = 5 x (II)

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

5x + 5 · 5x = -30
5x +25x = -30
30x = -30 |:30
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5⋅( -1 )

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 286 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 87 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:

6x +7y = 286 (I) 7x +2y = 87 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 286
7y +6x = 286 | -6x
7y = 286 -6x |:7
y = 286 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 286 7 - 6 7 x ) (I) 7x +2y = 87 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 286 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 2 · ( 286 7 - 6 7 x ) = 87
7x + 572 7 - 12 7 x = 87
37 7 x + 572 7 = 87 |⋅ 7
7( 37 7 x + 572 7 ) = 609
37x +572 = 609 | -572
37x = 37 |:37
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 286 7 - 6 7 ⋅1

= 286 7 - 6 7

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (1|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40