Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = 0.

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

Lösung einblenden

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

-2 -2y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2 -2y = 0
-2 -2y = 0
-2y -2 = 0 | +2
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

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

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

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -3 (I) 4x +y = -10 (II)

Lösung einblenden
3x = -3 (I) 4x +y = -10 (II)

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

3x = -3 |:3
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 4x +y = -10 (II)

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

4 · ( -1 ) + y = -10
-4 + y = -10
y -4 = -10 | +4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -18 (I) x +4y = -22 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -18 (I) x +4y = -22 (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 = -22 | -4y
x = -22 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = -18 (I) x = ( -22 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -22 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -22 -4y ) +3y = -18
-22 -4y +3y = -18
-y -22 = -18 | +22
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -22 -4⋅( -4 )

= -22 +16

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = -10 (I) 3x -5y = 25 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = -10 (I) 3x -5y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + x ) (I) 3x -5y = 25 (II)

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

3x -5 · ( -5 + x ) = 25
3x +25 -5x = 25
-2x +25 = 25 | -25
-2x = 0 |:(-2 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = 2 (I) x + 1 4 y = 17 4 (II)

Lösung einblenden
-x +y = 2 (I) x + 1 4 y = 17 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 + 1 4 y = 17 4 |⋅ 4
4( x + 1 4 y) = 17
4x + y = 17 | - y
4x = 17 - y |:4
x = 17 4 - 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

-x +y = 2 (I) x = ( 17 4 - 1 4 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 4 - 1 4 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 17 4 - 1 4 y ) + y = 2
- 17 4 + 1 4 y + y = 2
5 4 y - 17 4 = 2 |⋅ 4
4( 5 4 y - 17 4 ) = 8
5y -17 = 8 | +17
5y = 25 |:5
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 4 - 1 4 ⋅5

= 17 4 - 5 4

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

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 +4y = ?

-3x +2y = ?

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

-4x +4y = -4 -20 = -24

-3x +2y = -3 -10 = -13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +4y = -24

-3x +2y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +5y = -35 (I) 3x -2y = 23 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -35 (I) 3x -2y = 23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -35
5y -3x = -35 | +3x
5y = -35 +3x |:5
y = -7 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -7 + 3 5 x ) (I) 3x -2y = 23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -7 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -7 + 3 5 x ) = 23
3x +14 - 6 5 x = 23
9 5 x +14 = 23 |⋅ 5
5( 9 5 x +14 ) = 115
9x +70 = 115 | -70
9x = 45 |:9
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 + 3 5 ⋅5

= -7 +3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 215 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 214 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:

5x +7y = 215 (I) 4x +7y = 214 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +7y = 215
7y +5x = 215 | -5x
7y = 215 -5x |:7
y = 215 7 - 5 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 215 7 - 5 7 x ) (I) 4x +7y = 214 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 215 7 - 5 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 215 7 - 5 7 x ) = 214
4x +215 -5x = 214
-x +215 = 214 | -215
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 215 7 - 5 7 ⋅1

= 215 7 - 5 7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30