Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = 37 .

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

Lösung einblenden

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

-3⋅( -3 ) +4y = 37

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3⋅( -3 ) +4y = 37
9 +4y = 37
4y +9 = 37 | -9
4y = 28 |:4
y = 7

Die Lösung ist somit: (-3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-4)
denn 4⋅4 +3⋅( - 4 ) = 16 -12 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-8)
denn 4⋅7 +3⋅( - 8 ) = 28 -24 = 4

Oder : (1|0)
denn 4⋅1 +3⋅0 = 4 +0 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3y = -3 (I) x +y = 7 (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 = -3 |:(-3 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 1 · 1 = 7
x +1 = 7 | -1
x = 6

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: (6|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = 21 (I) x -2y = 0 (II)

Lösung einblenden
4x -y = 21 (I) x -2y = 0 (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 -2y = 0 | +2y
x = 2y

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = 21 (I) x = 2 y (II)

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

4 · 2y - y = 21
8y - y = 21
7y = 21 |:7
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2⋅3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +5y = -32 (I) x +2y = -5 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = -32 (I) x +2y = -5 (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 +2y = -5 | -2y
x = -5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = -32 (I) x = ( -5 -2y ) (II)

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

-4 · ( -5 -2y ) +5y = -32
20 +8y +5y = -32
13y +20 = -32 | -20
13y = -52 |:13
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -2⋅( -4 )

= -5 +8

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x +y = - 13 5 (I) -x - 1 3 y = - 7 3 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x +y = - 13 5 (I) -x - 1 3 y = - 7 3 (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 - 1 3 y = - 7 3 |⋅ 3
3( -x - 1 3 y) = -7
-3x - y = -7 | + y
-3x = -7 + y |:(-3 )
x = 7 3 - 1 3 y

Als neues LGS erhält man so:

- 1 5 x +y = - 13 5 (I) x = ( 7 3 - 1 3 y ) (II)

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

- 1 5 · ( 7 3 - 1 3 y ) + y = - 13 5
- 7 15 + 1 15 y + y = - 13 5
16 15 y - 7 15 = - 13 5 |⋅ 15
15( 16 15 y - 7 15 ) = -39
16y -7 = -39 | +7
16y = -32 |:16
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 3 - 1 3 ⋅( -2 )

= 7 3 + 2 3

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-5x -2y = ?

-9x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -2y = 25 -8 = 17

-9x -5y = 45 -20 = 25

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -2y = 17

-9x -5y = 25

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -2y = -36 (I) 3x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -36 (I) 3x -2y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -2y = -36
-2y -4x = -36 | +4x
-2y = -36 +4x |:(-2 )
y = 18 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 -2x ) (I) 3x -2y = 6 (II)

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

3x -2 · ( 18 -2x ) = 6
3x -36 +4x = 6
7x -36 = 6 | +36
7x = 42 |:7
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -2⋅6

= 18 -12

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 58 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 86 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:

6x +2y = 58 (I) 2x +4y = 86 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +2y = 58
2y +6x = 58 | -6x
2y = 58 -6x |:2
y = 29 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 29 -3x ) (I) 2x +4y = 86 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 29 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 29 -3x ) = 86
2x +116 -12x = 86
-10x +116 = 86 | -116
-10x = -30 |:(-10 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 -3⋅3

= 29 -9

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20