2.1.4 Auflösen linearer Gleichungen
Info 2.1.14
Eine lineare Gleichung ist eine Gleichung, in der nur Vielfache von Variablen und Konstanten vorkommen.
Für eine lineare Gleichung in einer Variablen (hier ) gibt es nur drei Möglichkeiten:
- Sie hat keine Lösung,
- sie besitzt eine einzige Lösung,
- sie hat jeden Wert als Lösung.
Diese drei Situationen erkennt man an der Umformungskette:
- Endet die Umformungskette mit einer für alle falschen Aussage (z.B. ), so ist die Gleichung unlösbar.
- Endet die Umformungskette mit einer für alle wahren Aussage (z.B. ), so ist die Gleichung für alle Werte von lösbar.
- Ansonsten kann die Gleichung aufgelöst werden, d.h. man kann sie zur Gleichung umformen und die Lösung ablesen.
Info 2.1.15
Mengennotation
In Mengenschreibweise (mit der Lösungsmenge ) kann man diese Fälle so notieren:
- oder , falls es keine Lösung gibt,
- , falls es eine Lösung gibt,
- , falls alle reellen Zahlen Lösungen sind.
Beispiel 2.1.16
Die lineare Gleichung hat eine Lösung. Diese erhält man durch Äquivalenzumformungen:
Also ist die einzige Lösung.
Beispiel 2.1.17
Die lineare Gleichung hat eine Lösung:
Dies ist eine falsche Aussage, also ist die Gleichung für alle (Bedingung aus der Umformung) falsch. Einsetzen von erfüllt jedoch die Gleichung, daher ist es die einzige Lösung.
Alternativ hätte man die Gleichung auch so umformen können:
Aufgabe 2.1.18
Formen Sie um und geben Sie die Lösungsmengen dieser linearen Gleichungen an:
Hilfe zur Eingabe
Schreiben Sie einfach
{a} für eine einelementige Menge und {} für die leere Menge.- hat die Lösungsmenge ,
- hat die Lösungsmenge ,
- hat die Lösungsmenge .
Aufgabe 2.1.19
Berechnen Sie die Lösung der allgemeinen linearen Gleichung , wobei reelle Zahlen sind. Geben Sie an, wann die drei Fälle eintreten:
- Jedes ist Lösung () falls und ist.
- Es gibt keine Lösung () falls und ist.
- Ansonsten gibt es nur eine Lösung, und zwar .