Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = -4 .

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

Lösung einblenden

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

-2⋅( -1 ) -3y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = 14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|2)
denn 4⋅4 -1⋅2 = 16 -2 = 14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-2)
denn 4⋅3 -1⋅( - 2 ) = 12 +2 = 14

Oder : (5|6)
denn 4⋅5 -1⋅6 = 20 -6 = 14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x = -4 (I) 4x +3y = -5 (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 = -4 |:(-4 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · 1 +3y = -5
4 +3y = -5
3y +4 = -5 | -4
3y = -9 |:3
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 7 (I) x -4y = -11 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 7 (I) x -4y = -11 (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 = -11 | +4y
x = -11 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 7 (I) x = ( -11 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -11 +4y ) -2y = 7
-33 +12y -2y = 7
10y -33 = 7 | +33
10y = 40 |:10
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 +4⋅4

= -11 +16

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = -10 (I) x +3y = 7 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -10 (I) x +3y = 7 (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 +3y = 7 | -3y
x = 7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = -10 (I) x = ( 7 -3y ) (II)

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

-1 · ( 7 -3y ) -4y = -10
-7 +3y -4y = -10
-y -7 = -10 | +7
-y = -3 |:(-1 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -3⋅3

= 7 -9

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4y = x -15 +7y (I)
5y = 5( x +9 ) (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

4y = x -15 +7y (I)
5y = 5( x +9 ) (II)
4y = x -15 +7y | -x -7y (I)
5y = 5x +45 | -5x (II)
-x -3y = -15 (I) -5x +5y = 45 (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 = -15 | +3y
-x = -15 +3y |:(-1 )
x = 15 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 -3y ) (I) -5x +5y = 45 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 15 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 15 -3y ) +5y = 45
-75 +15y +5y = 45
20y -75 = 45 | +75
20y = 120 |:20
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -3⋅6

= 15 -18

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -3 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 -4y = ?

-5x -17y = ?

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

-1x -4y = -5 +12 = 7

-5x -17y = -25 +51 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = 7

-5x -17y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

6x + 6 · ( - 2 3 - x ) = -4
6x -4 -6x = -4
-4 = -4 | +4
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 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 94 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 74 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 +4y = 94 (I) 7x +3y = 74 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +4y = 94
4y +7x = 94 | -7x
4y = 94 -7x |:4
y = 47 2 - 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 47 2 - 7 4 x ) (I) 7x +3y = 74 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 47 2 - 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 3 · ( 47 2 - 7 4 x ) = 74
7x + 141 2 - 21 4 x = 74
7 4 x + 141 2 = 74 |⋅ 4
4( 7 4 x + 141 2 ) = 296
7x +282 = 296 | -282
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 47 2 - 7 4 ⋅2

= 47 2 - 7 2

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (2|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20