Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = -26 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

5⋅( -6 ) + y = -26

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5⋅( -6 ) + y = -26
-30 + y = -26
y -30 = -26 | +30
y = 4

Die Lösung ist somit: (-6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-4)
denn 2⋅5 +2⋅( - 4 ) = 10 -8 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-6)
denn 2⋅7 +2⋅( - 6 ) = 14 -12 = 2

Oder : (3|-2)
denn 2⋅3 +2⋅( - 2 ) = 6 -4 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = 24 (I) 2x = 8 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = 24 (I) 2x = 8 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

3x +4y = 24 (I) x = 4 (II)

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

3 · 4 +4y = 24
12 +4y = 24
4y +12 = 24 | -12
4y = 12 |:4
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x +y = 8 (I) -3x -2y = -4 (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 = 8
y +3x = 8 | -3x
y = 8 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( 8 -3x ) = -4
-3x -16 +6x = -4
3x -16 = -4 | +16
3x = 12 |:3
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -3⋅4

= 8 -12

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = -26 (I) 3x -y = -7 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = -26 (I) 3x -y = -7 (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 = -7
-y +3x = -7 | -3x
-y = -7 -3x |:(-1 )
y = 7 +3x

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = -26 (I) +y = ( 7 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 7 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 7 +3x ) = -26
4x +14 +6x = -26
10x +14 = -26 | -14
10x = -40 |:10
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 +3⋅( -4 )

= 7 -12

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 3 x - 1 2 y = - 2 3
- 1 2 y - 2 3 x = - 2 3 |⋅ 6
6( - 1 2 y - 2 3 x) = -4
-3y -4x = -4 | +4x
-3y = -4 +4x |:(-3 )
y = 4 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 3 - 4 3 x ) (I) 3 5 x + 3 4 y = 9 5 (II)

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

3 5 x + 3 4 · ( 4 3 - 4 3 x ) = 9 5
3 5 x +1 - x = 9 5
- 2 5 x +1 = 9 5 |⋅ 5
5( - 2 5 x +1 ) = 9
-2x +5 = 9 | -5
-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 3 - 4 3 ⋅( -2 )

= 4 3 + 8 3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-5x -3y = ?

-1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-5x -3y = 15 -15 = 0

-1x +2y = 3 +10 = 13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -3y = 0

-1x +2y = 13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 3
3y +3x = 3 | -3x
3y = 3 -3x |:3
y = 1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - x ) (I) -12x -12y = -12 (II)

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

-12x -12 · ( 1 - x ) = -12
-12x -12 +12x = -12
-12 = -12 | +12
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 78 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 228 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:

3x +3y = 78 (I) 8x +9y = 228 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 78
3y +3x = 78 | -3x
3y = 78 -3x |:3
y = 26 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 26 - x ) (I) 8x +9y = 228 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 26 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 9 · ( 26 - x ) = 228
8x +234 -9x = 228
-x +234 = 228 | -234
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 - 6

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (6|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20