Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = 7 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-4x -3⋅( -1 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -3⋅( -1 ) = 7
-4x +3 = 7 | -3
-4x = 4 |:(-4 )
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = 37 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|6)
denn -5⋅( - 5 ) +2⋅6 = 25 +12 = 37

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|11)
denn -5⋅( - 3 ) +2⋅11 = 15 +22 = 37

Oder : (-7|1)
denn -5⋅( - 7 ) +2⋅1 = 35 +2 = 37

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 4 +2y = -2
-12 +2y = -2
2y -12 = -2 | +12
2y = 10 |:2
y = 5

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|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +y = 1 (I) x +3y = -4 (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 = -4 | -3y
x = -4 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -4 -3y ) + y = 1
8 +6y + y = 1
7y +8 = 1 | -8
7y = -7 |:7
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 -3⋅( -1 )

= -4 +3

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = 30 (I) -2x -5y = 34 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 30 (I) -2x -5y = 34 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -4y = 30
-4y -3x = 30 | +3x
-4y = 30 +3x |:(-4 )
y = - 15 2 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 15 2 - 3 4 x ) (I) -2x -5y = 34 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 15 2 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -5 · ( - 15 2 - 3 4 x ) = 34
-2x + 75 2 + 15 4 x = 34
7 4 x + 75 2 = 34 |⋅ 4
4( 7 4 x + 75 2 ) = 136
7x +150 = 136 | -150
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 15 2 - 3 4 ⋅( -2 )

= - 15 2 + 3 2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -3x - y (I)
0 = -2( x + 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:

0 = -3x - y (I)
0 = -2( x + y) (II)
0 = -3x - y | + 3x + y (I)
0 = -2x -2y | + 2x +2y (II)
3x +y = 0 (I) 2x +2y = 0 (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 = 0
y +3x = 0 | -3x
y = -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = -3 x (I) 2x +2y = 0 (II)

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

2x + 2 · ( -3x ) = 0
2x -6x = 0
-4x = 0 |:(-4 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3⋅( 0 )

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|0)

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.:

-3x -1y = ?

1x -2y = ?

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

-3x -1y = -3 -5 = -8

1x -2y = 1 -10 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -1y = -8

1x -2y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

9x -9y = 11 (I) -3x +3y = -3 (II)

Lösung einblenden
9x -9y = 11 (I) -3x +3y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x -9y = 11
-9y +9x = 11 | -9x
-9y = 11 -9x |:(-9 )
y = - 11 9 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 11 9 + x ) (I) -3x +3y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 11 9 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( - 11 9 + x ) = -3
-3x - 11 3 +3x = -3
- 11 3 = -3 | + 11 3
0 = 2 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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 118 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 165 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 +4y = 118 (I) 5x +6y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +4y = 118
4y +6x = 118 | -6x
4y = 118 -6x |:4
y = 59 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 59 2 - 3 2 x ) (I) 5x +6y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 59 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 6 · ( 59 2 - 3 2 x ) = 165
5x +177 -9x = 165
-4x +177 = 165 | -177
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 59 2 - 3 2 ⋅3

= 59 2 - 9 2

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (3|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25