Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -3y = -14 .

Bestimme x so, dass (x|4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 4 in die Gleichung ein und erhält:

2x -3⋅4 = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -3⋅4 = -14
2x -12 = -14 | +12
2x = -2 |:2
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|2)
denn -1⋅( - 3 ) -3⋅2 = 3 -6 = -3

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

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = 27 (I) +y = 6 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 6


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

3x + 2 · 6 = 27
3x +12 = 27 | -12
3x = 15 |:3
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:

x +3y = -5 (I) 2x -3y = 17 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -5 (I) 2x -3y = 17 (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 = -5 | -3y
x = -5 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -5 -3y ) (I) 2x -3y = 17 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -5 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -5 -3y ) -3y = 17
-10 -6y -3y = 17
-9y -10 = 17 | +10
-9y = 27 |:(-9 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -3⋅( -3 )

= -5 +9

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -6 (I) -2x -5y = -14 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -6 (I) -2x -5y = -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 -2y = -6 | +2y
-x = -6 +2y |:(-1 )
x = 6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -2y ) (I) -2x -5y = -14 (II)

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

-2 · ( 6 -2y ) -5y = -14
-12 +4y -5y = -14
-y -12 = -14 | +12
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -2⋅2

= 6 -4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 3 x + 1 2 y = 11 2 (I) 1 2 x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
- 2 3 x + 1 2 y = 11 2 (I) 1 2 x -y = -6 (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:

1 2 x - y = -6
-y + 1 2 x = -6 |⋅ 2
2( -y + 1 2 x) = -12
-2y + x = -12 | - x
-2y = -12 - x |:(-2 )
y = 6 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

- 2 3 x + 1 2 y = 11 2 (I) +y = ( 6 + 1 2 x ) (II)

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

- 2 3 x + 1 2 · ( 6 + 1 2 x ) = 11 2
- 2 3 x +3 + 1 4 x = 11 2
- 5 12 x +3 = 11 2 |⋅ 12
12( - 5 12 x +3 ) = 66
-5x +36 = 66 | -36
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 1 2 ⋅( -6 )

= 6 -3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 -4y = ?

-5x -13y = ?

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

-2x -4y = -4 -20 = -24

-5x -13y = -10 -65 = -75

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = -24

-5x -13y = -75

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x -y = 2 (I) -4x -2y = 0 (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:

-x - y = 2
-y - x = 2 | + x
-y = 2 + x |:(-1 )
y = -2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -2 · ( -2 - x ) = 0
-4x +4 +2x = 0
-2x +4 = 0 | -4
-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 129 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 80 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:

4x +5y = 129 (I) 5x +3y = 80 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = 129
5y +4x = 129 | -4x
5y = 129 -4x |:5
y = 129 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 129 5 - 4 5 x ) (I) 5x +3y = 80 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 129 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 129 5 - 4 5 x ) = 80
5x + 387 5 - 12 5 x = 80
13 5 x + 387 5 = 80 |⋅ 5
5( 13 5 x + 387 5 ) = 400
13x +387 = 400 | -387
13x = 13 |:13
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 129 5 - 4 5 ⋅1

= 129 5 - 4 5

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (1|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25