Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -32 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

5⋅( -7 ) +3y = -32

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5⋅( -7 ) +3y = -32
-35 +3y = -32
3y -35 = -32 | +35
3y = 3 |:3
y = 1

Die Lösung ist somit: (-7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = -34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|7)
denn -1⋅6 -4⋅7 = -6 -28 = -34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|8)
denn -1⋅2 -4⋅8 = -2 -32 = -34

Oder : (10|6)
denn -1⋅10 -4⋅6 = -10 -24 = -34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = -6 (I) 4x +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3y = -6 (I) 4x +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:

-3y = -6 |:(-3 )
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 2 · 2 = 8
4x +4 = 8 | -4
4x = 4 |:4
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +y = 9 (I) 3x +y = 2 (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 = 2
y +3x = 2 | -3x
y = 2 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 1 · ( 2 -3x ) = 9
-4x +2 -3x = 9
-7x +2 = 9 | -2
-7x = 7 |:(-7 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -3⋅( -1 )

= 2 +3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 11 (I) 2x -y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 11 (I) 2x -y = -8 (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 = -8
-y +2x = -8 | -2x
-y = -8 -2x |:(-1 )
y = 8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = 11 (I) +y = ( 8 +2x ) (II)

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

-x + 4 · ( 8 +2x ) = 11
-x +32 +8x = 11
7x +32 = 11 | -32
7x = -21 |:7
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +2⋅( -3 )

= 8 -6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x +2 ) = 5y (I)
-23 = 5x +3 - y (II)

Lösung einblenden

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

5( -x +2 ) = 5y (I)
-23 = 5x +3 - y (II)
-5x +10 = 5y | -10 -5y (I)
-23 = 5x +3 - y | + 23 -5x + y (II)
-5x -5y = -10 (I) -5x +y = 26 (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 = 26
y -5x = 26 | +5x
y = 26 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-5x -5y = -10 (I) +y = ( 26 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 26 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -5 · ( 26 +5x ) = -10
-5x -130 -25x = -10
-30x -130 = -10 | +130
-30x = 120 |:(-30 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 +5⋅( -4 )

= 26 -20

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

4x -1y = ?

8x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

4x -1y = -4 -3 = -7

8x -5y = -8 -15 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -1y = -7

8x -5y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x -12y = -8 (I) 3x +3y = 2 (II)

Lösung einblenden
-12x -12y = -8 (I) 3x +3y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x -12y = -8
-12y -12x = -8 | +12x
-12y = -8 +12x |:(-12 )
y = 2 3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 3 · ( 2 3 - x ) = 2
3x +2 -3x = 2
2 = 2 | -2
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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 50 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 112 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 +2y = 50 (I) 6x +5y = 112 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 50
2y +5x = 50 | -5x
2y = 50 -5x |:2
y = 25 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 25 - 5 2 x ) (I) 6x +5y = 112 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 25 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 5 · ( 25 - 5 2 x ) = 112
6x +125 - 25 2 x = 112
- 13 2 x +125 = 112 |⋅ 2
2( - 13 2 x +125 ) = 224
-13x +250 = 224 | -250
-13x = -26 |:(-13 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 25 - 5 2 ⋅2

= 25 -5

= 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