Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-3⋅( -1 ) +2y = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3⋅( -1 ) +2y = 7
3 +2y = 7
2y +3 = 7 | -3
2y = 4 |:2
y = 2

Die Lösung ist somit: (-1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-4)
denn -5⋅( - 5 ) +4⋅( - 4 ) = 25 -16 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|1)
denn -5⋅( - 1 ) +4⋅1 = 5 +4 = 9

Oder : (-9|-9)
denn -5⋅( - 9 ) +4⋅( - 9 ) = 45 -36 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = -10 (I) -4x +y = 13 (II)

Lösung einblenden
-2y = -10 (I) -4x +y = 13 (II)

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

-2y = -10 |:(-2 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) -4x +y = 13 (II)

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

-4x + 1 · 5 = 13
-4x +5 = 13 | -5
-4x = 8 |:(-4 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +y = 7 (I) x +3y = 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 +3y = 5 | -3y
x = 5 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( 5 -3y ) + y = 7
-5 +3y + y = 7
4y -5 = 7 | +5
4y = 12 |:4
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -3⋅3

= 5 -9

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = -19 (I) 2x +5y = -20 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = -19 (I) 2x +5y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = -19
2y +3x = -19 | -3x
2y = -19 -3x |:2
y = - 19 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 2 - 3 2 x ) (I) 2x +5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( - 19 2 - 3 2 x ) = -20
2x - 95 2 - 15 2 x = -20
- 11 2 x - 95 2 = -20 |⋅ 2
2( - 11 2 x - 95 2 ) = -40
-11x -95 = -40 | +95
-11x = 55 |:(-11 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 2 - 3 2 ⋅( -5 )

= - 19 2 + 15 2

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 2( x -2y) (I)
4x -5y = -9 (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 = 2( x -2y) (I)
4x -5y = -9 (II)
0 = 2x -4y | -2x +4y (I)
4x -5y = -9 (II)
-2x +4y = 0 (I) 4x -5y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 0
4y -2x = 0 | +2x
4y = 2x |:4
y = 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = 1 2 x (I) 4x -5y = -9 (II)

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

4x -5 · 1 2 x = -9
4x - 5 2 x = -9
3 2 x = -9 |⋅ 2
3x = -18 |:3
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 2 ⋅( -6 )

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-2x -4y = ?

-1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-2x -4y = 2 -8 = -6

-1x -3y = 1 -6 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = -6

-1x -3y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -y = -25 (I) -3x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
5x -y = -25 (I) -3x +4y = -2 (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:

5x - y = -25
-y +5x = -25 | -5x
-y = -25 -5x |:(-1 )
y = 25 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 25 +5x ) (I) -3x +4y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 25 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( 25 +5x ) = -2
-3x +100 +20x = -2
17x +100 = -2 | -100
17x = -102 |:17
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 25 +5⋅( -6 )

= 25 -30

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 115 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 5 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:

5x +3y = 115 (I) 3x +5y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 115
3y +5x = 115 | -5x
3y = 115 -5x |:3
y = 115 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 115 3 - 5 3 x ) (I) 3x +5y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 115 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 115 3 - 5 3 x ) = 165
3x + 575 3 - 25 3 x = 165
- 16 3 x + 575 3 = 165 |⋅ 3
3( - 16 3 x + 575 3 ) = 495
-16x +575 = 495 | -575
-16x = -80 |:(-16 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 115 3 - 5 3 ⋅5

= 115 3 - 25 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (5|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30