Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = -8 .

Bestimme x so, dass (x|-5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -5 in die Gleichung ein und erhält:

x +3⋅( -5 ) = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +3⋅( -5 ) = -8
x -15 = -8 | +15
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = 18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|5)
denn -1⋅( - 3 ) +3⋅5 = 3 +15 = 18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|6)
denn -1⋅0 +3⋅6 = 0 +18 = 18

Oder : (-6|4)
denn -1⋅( - 6 ) +3⋅4 = 6 +12 = 18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 9 (I) -3x +2y = 21 (II)

Lösung einblenden
+3y = 9 (I) -3x +2y = 21 (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 = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

+y = 3 (I) -3x +2y = 21 (II)

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

-3x + 2 · 3 = 21
-3x +6 = 21 | -6
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = -28 (I) -3x +y = -7 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = -28 (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

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = -28 (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:

-2x -4 · ( -7 +3x ) = -28
-2x +28 -12x = -28
-14x +28 = -28 | -28
-14x = -56 |:(-14 )
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 (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = -10 (I) 2x -5y = 10 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = -10 (I) 2x -5y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = -10
5y +4x = -10 | -4x
5y = -10 -4x |:5
y = -2 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 - 4 5 x ) (I) 2x -5y = 10 (II)

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

2x -5 · ( -2 - 4 5 x ) = 10
2x +10 +4x = 10
6x +10 = 10 | -10
6x = 0 |:6
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 4 5 ⋅0

= -2 +0

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -1 (I) - 1 2 x -y = - 7 2 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -1 (I) - 1 2 x -y = - 7 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:

- 1 2 x - y = - 7 2
-y - 1 2 x = - 7 2 |⋅ 2
2( -y - 1 2 x) = -7
-2y - x = -7 | + x
-2y = -7 + x |:(-2 )
y = 7 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -1 (I) +y = ( 7 2 - 1 2 x ) (II)

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

-x -1 · ( 7 2 - 1 2 x ) = -1
-x - 7 2 + 1 2 x = -1
- 1 2 x - 7 2 = -1 |⋅ 2
2( - 1 2 x - 7 2 ) = -2
-x -7 = -2 | +7
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 - 1 2 ⋅( -5 )

= 7 2 + 5 2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|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.:

4x -5y = ?

5x -4y = ?

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

4x -5y = 20 +15 = 35

5x -4y = 25 +12 = 37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = 35

5x -4y = 37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
3x +3y = -3 (I) -3x -y = -9 (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 = -9
-y -3x = -9 | +3x
-y = -9 +3x |:(-1 )
y = 9 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 9 -3x ) = -3
3x +27 -9x = -3
-6x +27 = -3 | -27
-6x = -30 |:(-6 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -3⋅5

= 9 -15

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 162 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 99 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 +8y = 162 (I) 9x +3y = 99 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +8y = 162
8y +7x = 162 | -7x
8y = 162 -7x |:8
y = 81 4 - 7 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 81 4 - 7 8 x ) (I) 9x +3y = 99 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 81 4 - 7 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 3 · ( 81 4 - 7 8 x ) = 99
9x + 243 4 - 21 8 x = 99
51 8 x + 243 4 = 99 |⋅ 8
8( 51 8 x + 243 4 ) = 792
51x +486 = 792 | -486
51x = 306 |:51
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 81 4 - 7 8 ⋅6

= 81 4 - 21 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (6|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15