Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = -12 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

3⋅( -2 ) - y = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅( -2 ) - y = -12
-6 - y = -12
-y -6 = -12 | +6
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (-2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-2)
denn -5⋅( - 1 ) +3⋅( - 2 ) = 5 -6 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|3)
denn -5⋅2 +3⋅3 = -10 +9 = -1

Oder : (-4|-7)
denn -5⋅( - 4 ) +3⋅( - 7 ) = 20 -21 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = -12 |:3
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -4 ) + y = -8
-12 + y = -8
y -12 = -8 | +12
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -11 (I) x +2y = -12 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -11 (I) x +2y = -12 (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 = -12 | -2y
x = -12 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = -11 (I) x = ( -12 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -12 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -12 -2y ) + y = -11
-36 -6y + y = -11
-5y -36 = -11 | +36
-5y = 25 |:(-5 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -12 -2⋅( -5 )

= -12 +10

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -16 (I) 2x -3y = 14 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -16 (I) 2x -3y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -16
3y -4x = -16 | +4x
3y = -16 +4x |:3
y = - 16 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 + 4 3 x ) (I) 2x -3y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( - 16 3 + 4 3 x ) = 14
2x +16 -4x = 14
-2x +16 = 14 | -16
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 + 4 3 ⋅1

= - 16 3 + 4 3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-3x +7 = 2y | -7 -2y (I)
-x -3 = 4 +3y | + 3 -3y (II)
-3x -2y = -7 (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 |:(-1 )
x = -7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = -7 (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:

-3 · ( -7 -3y ) -2y = -7
21 +9y -2y = -7
7y +21 = -7 | -21
7y = -28 |:7
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -3⋅( -4 )

= -7 +12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

4x +1y = ?

8x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

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

8x +4y = -8 +20 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +1y = 1

8x +4y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

3x - y = -2
-y +3x = -2 | -3x
-y = -2 -3x |:(-1 )
y = 2 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-9x + 3 · ( 2 +3x ) = 3
-9x +6 +9x = 3
6 = 3 | -6
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 129 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 252 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:

3x +4y = 129 (I) 4x +8y = 252 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 129
4y +3x = 129 | -3x
4y = 129 -3x |:4
y = 129 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 129 4 - 3 4 x ) (I) 4x +8y = 252 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 129 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 8 · ( 129 4 - 3 4 x ) = 252
4x +258 -6x = 252
-2x +258 = 252 | -258
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 129 4 - 3 4 ⋅3

= 129 4 - 9 4

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30