Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = -6 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

x - 5 = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x - 5 = -6
x -5 = -6 | +5
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|5)
denn -1⋅( - 7 ) +1⋅5 = 7 +5 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|6)
denn -1⋅( - 6 ) +1⋅6 = 6 +6 = 12

Oder : (-8|4)
denn -1⋅( - 8 ) +1⋅4 = 8 +4 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 12 (I) x +3y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x = 12 (I) x +3y = 12 (II)

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

4x = 12 |:4
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

x = 3 (I) x +3y = 12 (II)

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

1 · 3 +3y = 12
3 +3y = 12
3y +3 = 12 | -3
3y = 9 |:3
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = -14 (I) -3x +y = -12 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -14 (I) -3x +y = -12 (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:

-3x + y = -12
y -3x = -12 | +3x
y = -12 +3x

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = -14 (I) +y = ( -12 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( -12 +3x ) = -14
2x -36 +9x = -14
11x -36 = -14 | +36
11x = 22 |:11
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +3⋅2

= -12 +6

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -2y = 25 (I) -x +4y = -17 (II)

Lösung einblenden
-5x -2y = 25 (I) -x +4y = -17 (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 +4y = -17 | -4y
-x = -17 -4y |:(-1 )
x = 17 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -2y = 25 (I) x = ( 17 +4y ) (II)

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

-5 · ( 17 +4y ) -2y = 25
-85 -20y -2y = 25
-22y -85 = 25 | +85
-22y = 110 |:(-22 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. 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:

2 5 x + 2 5 y = 16 5 (I) 3 2 x + 3 5 y = 51 5 (II)

Lösung einblenden
2 5 x + 2 5 y = 16 5 (I) 3 2 x + 3 5 y = 51 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2 5 x + 2 5 y = 16 5
2 5 y + 2 5 x = 16 5 |⋅ 5
5( 2 5 y + 2 5 x) = 16
2y +2x = 16 | -2x
2y = 16 -2x |:2
y = 8 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 - x ) (I) 3 2 x + 3 5 y = 51 5 (II)

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

3 2 x + 3 5 · ( 8 - x ) = 51 5
3 2 x + 24 5 - 3 5 x = 51 5
9 10 x + 24 5 = 51 5 |⋅ 10
10( 9 10 x + 24 5 ) = 102
9x +48 = 102 | -48
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 - 6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

-1x -3y = ?

-2x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-1x -3y = 5 +6 = 11

-2x -7y = 10 +14 = 24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = 11

-2x -7y = 24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +y = -13 (I) 3x +2y = -11 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -13 (I) 3x +2y = -11 (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:

3x + y = -13
y +3x = -13 | -3x
y = -13 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -13 -3x ) (I) 3x +2y = -11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -13 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( -13 -3x ) = -11
3x -26 -6x = -11
-3x -26 = -11 | +26
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 -3⋅( -5 )

= -13 +15

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 220 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 368 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:

5x +5y = 220 (I) 2x +9y = 368 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +5y = 220
5y +5x = 220 | -5x
5y = 220 -5x |:5
y = 44 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 44 - x ) (I) 2x +9y = 368 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 44 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 9 · ( 44 - x ) = 368
2x +396 -9x = 368
-7x +396 = 368 | -396
-7x = -28 |:(-7 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 44 - 4

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40