Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -16 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-( -4 ) -5y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -4 ) -5y = -16
4 -5y = -16
-5y +4 = -16 | -4
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-4|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = 14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|7)
denn 3⋅0 +2⋅7 = 0 +14 = 14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|4)
denn 3⋅2 +2⋅4 = 6 +8 = 14

Oder : (-2|10)
denn 3⋅( - 2 ) +2⋅10 = -6 +20 = 14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -12 (I) -x = -5 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -12 (I) -x = -5 (II)

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

-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -12 (I) x = 5 (II)

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

-4 · 5 +2y = -12
-20 +2y = -12
2y -20 = -12 | +20
2y = 8 |:2
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -19 (I) x +y = -1 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -19 (I) x +y = -1 (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:

x + y = -1
y + x = -1 | - x
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = -19 (I) +y = ( -1 - x ) (II)

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

x + 4 · ( -1 - x ) = -19
x -4 -4x = -19
-3x -4 = -19 | +4
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = 26 (I) 4x -3y = -29 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = 26 (I) 4x -3y = -29 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +2y = 26
2y -4x = 26 | +4x
2y = 26 +4x |:2
y = 13 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 +2x ) (I) 4x -3y = -29 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( 13 +2x ) = -29
4x -39 -6x = -29
-2x -39 = -29 | +39
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 +2⋅( -5 )

= 13 -10

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-16 = 2( -x +2y) (I)
9 = -2x - 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:

-16 = 2( -x +2y) (I)
9 = -2x - y (II)
-16 = -2x +4y | + 16 +2x -4y (I)
9 = -2x - y | -9 +2x + y (II)
2x -4y = 16 (I) 2x +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:

2x + y = -9
y +2x = -9 | -2x
y = -9 -2x

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = 16 (I) +y = ( -9 -2x ) (II)

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

2x -4 · ( -9 -2x ) = 16
2x +36 +8x = 16
10x +36 = 16 | -36
10x = -20 |:10
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -2⋅( -2 )

= -9 +4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 +1y = ?

3x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-1x +1y = -2 +3 = 1

3x -5y = 6 -15 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +1y = 1

3x -5y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +y = -4 (I) -x +4y = 14 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -4 (I) -x +4y = 14 (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 = 14 | -4y
-x = 14 -4y |:(-1 )
x = -14 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -4 (I) x = ( -14 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -14 +4y ) + y = -4
56 -16y + y = -4
-15y +56 = -4 | -56
-15y = -60 |:(-15 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +4⋅4

= -14 +16

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 85 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 115 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:

9x +2y = 85 (I) 7x +4y = 115 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +2y = 85
2y +9x = 85 | -9x
2y = 85 -9x |:2
y = 85 2 - 9 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 85 2 - 9 2 x ) (I) 7x +4y = 115 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 85 2 - 9 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 4 · ( 85 2 - 9 2 x ) = 115
7x +170 -18x = 115
-11x +170 = 115 | -170
-11x = -55 |:(-11 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 85 2 - 9 2 ⋅5

= 85 2 - 45 2

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (5|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20