Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = 15 .

Bestimme x so, dass (x|-3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -3 in die Gleichung ein und erhält:

3x +2⋅( -3 ) = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +2⋅( -3 ) = 15
3x -6 = 15 | +6
3x = 21 |:3
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|6)
denn 3⋅( - 2 ) +1⋅6 = -6 +6 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|3)
denn 3⋅( - 1 ) +1⋅3 = -3 +3 = 0

Oder : (-3|9)
denn 3⋅( - 3 ) +1⋅9 = -9 +9 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = 1 (I) -2x +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
-y = 1 (I) -2x +2y = 8 (II)

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

-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

+y = -1 (I) -2x +2y = 8 (II)

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

-2x + 2 · ( -1 ) = 8
-2x -2 = 8 | +2
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = -12 (I) -2x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = -12 (I) -2x +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:

-2x + y = 0
y -2x = 0 | +2x
y = 2x

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = -12 (I) +y = 2 x (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2⋅3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +2y = 2 (I) 5x -y = -28 (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 = -28
-y +5x = -28 | -5x
-y = -28 -5x |:(-1 )
y = 28 +5x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 28 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 2 · ( 28 +5x ) = 2
-x +56 +10x = 2
9x +56 = 2 | -56
9x = -54 |:9
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 28 +5⋅( -6 )

= 28 -30

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( x +1 )-2y = 0 (I)
-3x = -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:

3( x +1 )-2y = 0 (I)
-3x = -3y (II)
3x +3 -2y = 0 | -3 (I)
-3x = -3y | + 3y (II)
3x -2y = -3 (I) -3x +3y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = -3
-2y +3x = -3 | -3x
-2y = -3 -3x |:(-2 )
y = 3 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( 3 2 + 3 2 x ) = 0
-3x + 9 2 + 9 2 x = 0
3 2 x + 9 2 = 0 |⋅ 2
2( 3 2 x + 9 2 ) = 0
3x +9 = 0 | -9
3x = -9 |:3
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 2 + 3 2 ⋅( -3 )

= 3 2 - 9 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

4x +4y = ?

2x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

4x +4y = -4 +20 = 16

2x +5y = -2 +25 = 23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +4y = 16

2x +5y = 23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -3y = -18 (I) -3x +2y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -18 (I) -3x +2y = 12 (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 = -18 | +3y
x = -18 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -18 +3y ) (I) -3x +2y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -18 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -18 +3y ) +2y = 12
54 -9y +2y = 12
-7y +54 = 12 | -54
-7y = -42 |:(-7 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 +3⋅6

= -18 +18

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 367 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 285 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:

7x +9y = 367 (I) 5x +7y = 285 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +9y = 367
9y +7x = 367 | -7x
9y = 367 -7x |:9
y = 367 9 - 7 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 367 9 - 7 9 x ) (I) 5x +7y = 285 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 367 9 - 7 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 7 · ( 367 9 - 7 9 x ) = 285
5x + 2569 9 - 49 9 x = 285
- 4 9 x + 2569 9 = 285 |⋅ 9
9( - 4 9 x + 2569 9 ) = 2565
-4x +2569 = 2565 | -2569
-4x = -4 |:(-4 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 367 9 - 7 9 ⋅1

= 367 9 - 7 9

= 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