Lineare Ungleichungen mit 2 Variablen: Unterschied zwischen den Versionen
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(→Lösungsmenge einer linearen Ungleichung) |
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Lineare Ungleichungen setzen sich aus zwei [[Term|Termen]] zusammen, die durch eines der vier [[Ungleichung|Ungleichheitszeichen $\leq, <, \geq, >$]] verbunden sind. | Lineare Ungleichungen setzen sich aus zwei [[Term|Termen]] zusammen, die durch eines der vier [[Ungleichung|Ungleichheitszeichen $\leq, <, \geq, >$]] verbunden sind. | ||
| − | Beispiele: $$y\leq 2x+3$$ | + | '''Beispiele:''' $$y\leq 2x+3$$ |
oder | oder | ||
$$2x-y>3$$ | $$2x-y>3$$ | ||
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Hierzu nehmen wir einen beliebigen Punkt (z. B. $(0,0)$ oder $(1,4)$) und überprüfen, ob dieser Punkt die Ungleichung $y\geq 2x+1$ erfüllt. Dies geschieht, indem wir ihn in die Ungleichung einsetzen. | Hierzu nehmen wir einen beliebigen Punkt (z. B. $(0,0)$ oder $(1,4)$) und überprüfen, ob dieser Punkt die Ungleichung $y\geq 2x+1$ erfüllt. Dies geschieht, indem wir ihn in die Ungleichung einsetzen. | ||
| − | Erhalten wir eine wahre Aussage, so liegt der Punkt auf der entsprechenden Halbebene. Erhalten wir eine falsche Aussage, so liegt der Punkt nicht auf der Halbebene womit die Lösungsmenge die Halbebene gegenüber vom Punkt sein muss. | + | Erhalten wir eine wahre Aussage, so liegt der Punkt auf der entsprechenden Halbebene. Erhalten wir eine falsche Aussage, so liegt der Punkt nicht auf der Halbebene, womit die Lösungsmenge die Halbebene gegenüber vom Punkt sein muss. |
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# Selbstverständlich reicht es, nur einen Punkt in die Ungleichung einzusetzen. | # Selbstverständlich reicht es, nur einen Punkt in die Ungleichung einzusetzen. | ||
# Achte darauf, dass der eingesetzte Punkt nicht auf der Geraden liegt! Er sollte immer eindeutig in einer der beiden Halbebenen liegen. | # Achte darauf, dass der eingesetzte Punkt nicht auf der Geraden liegt! Er sollte immer eindeutig in einer der beiden Halbebenen liegen. | ||
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| + | <br /> | ||
'''b) Richtiges Deuten des Ungleichheitszeichens''' | '''b) Richtiges Deuten des Ungleichheitszeichens''' | ||
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{{Vorlage:Merke|1= | {{Vorlage:Merke|1= | ||
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'''1. Schritt:''' Forme die Ungleichungen zuerst nach $y$ um. Beachte dabei, dass sich die Richtung des Ungleichheitszeichens bei der Multiplikation und Division mit negativen Zahlen ändert. | '''1. Schritt:''' Forme die Ungleichungen zuerst nach $y$ um. Beachte dabei, dass sich die Richtung des Ungleichheitszeichens bei der Multiplikation und Division mit negativen Zahlen ändert. | ||
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<br /> | <br /> | ||
| + | |||
'''2. Schritt:''' Zeichne nun zuerst die Gerade der [[Lineare Funktionen | linearen Funktion]] in das Koordinatensystem. Beachte dabei, dass | '''2. Schritt:''' Zeichne nun zuerst die Gerade der [[Lineare Funktionen | linearen Funktion]] in das Koordinatensystem. Beachte dabei, dass | ||
:: bei $<,>$ die Gerade gestrichelt gezeichnet wird und | :: bei $<,>$ die Gerade gestrichelt gezeichnet wird und | ||
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:: bei $<$ oder $\leq$ ist es die untere Halbebene/linke Halbebene und | :: bei $<$ oder $\leq$ ist es die untere Halbebene/linke Halbebene und | ||
:: bei $>$ oder $\geq$ ist es die obere Halbebene/rechte Halbebene. | :: bei $>$ oder $\geq$ ist es die obere Halbebene/rechte Halbebene. | ||
| − | + | Alternativ kannst du auch einen Punkt des Koordinatensystems in die Ungleichung einsetzen und überprüfen, ob dieser auf der Halbebene liegt. <br /> | |
| − | + | '''Wichtig:''' Der Punkt darf NICHT auf der Geraden liegen! | |
| Zeile 105: | Zeile 107: | ||
{{Vorlage:Beispiel|1= Gib die Lösungsmengen der folgenden $3$ Ungleichungen graphisch an. Zeichne dabei die Lösung jeder Ungleichung in ein separates Koordinatensystem:<br /> | {{Vorlage:Beispiel|1= Gib die Lösungsmengen der folgenden $3$ Ungleichungen graphisch an. Zeichne dabei die Lösung jeder Ungleichung in ein separates Koordinatensystem:<br /> | ||
| + | <br /> | ||
<br /> | <br /> | ||
| + | a) $\quad y\geq 0$<br /> | ||
| − | + | b) $\quad 3x+2y\leq 50$<br /> | |
| − | + | c) $\quad x<15$<br /> | |
| − | + | d) $\quad y<10$ | |
| − | + | ||
| − | d) $y<10$ | + | |
|2= | |2= | ||
'''1. Schritt:''' Umformen der Ungleichungen (falls nötig): | '''1. Schritt:''' Umformen der Ungleichungen (falls nötig): | ||
| − | + | Von den angeführten Beispielen muss nur b) $3x+2y\leq 50$ umgeformt werden:<br /> | |
| − | a) $y\geq 0$ <br /> | + | a) $\quad y\geq 0$ <br /> |
| − | b) $3x+2y\leq 50 \rightarrow 2y\leq -3x+50 \rightarrow$ '''$y\leq -\frac{3}{2}x+25$''' <br /> | + | b) $\quad 3x+2y\leq 50 \rightarrow 2y\leq -3x+50 \rightarrow$ '''$y\leq -\frac{3}{2}x+25$''' <br /> |
| − | c) $x<15$<br /> | + | c) $\quad x<15$<br /> |
| − | d) $y<10$ | + | d) $\quad y<10$ |
<br /> | <br /> | ||
| − | |||
| Zeile 152: | Zeile 153: | ||
}} | }} | ||
| − | == | + | == Weitere Aufgaben == |
| − | * [http:// | + | |
| + | * [http://ne.lo-net2.de/selbstlernmaterial/m/s1al/lug/lugindex.html Materialien zum selbstständigen Arbeiten (Thomas Unkelbach)] | ||
= Ungleichungssysteme = | = Ungleichungssysteme = | ||
| Zeile 169: | Zeile 171: | ||
{{Vorlage:Beispiel|1= | {{Vorlage:Beispiel|1= | ||
Gib die Lösungsmenge des folgenden Ungleichungssystems graphisch an: | Gib die Lösungsmenge des folgenden Ungleichungssystems graphisch an: | ||
| + | <br /> | ||
| + | <br /> | ||
| + | |||
$$I:\ y\geq 0$$ | $$I:\ y\geq 0$$ | ||
$$II:\ 3x+2y\leq 50 $$ | $$II:\ 3x+2y\leq 50 $$ | ||
| Zeile 215: | Zeile 220: | ||
*Für einen Liter der Sorte „Fruchtgenuss“ braucht er $2 kg$ Äpfel und $1 kg$ Trauben. | *Für einen Liter der Sorte „Fruchtgenuss“ braucht er $2 kg$ Äpfel und $1 kg$ Trauben. | ||
*Für einen Liter der Sorte „Happy fruits“ braucht er je ein $kg$ Äpfel und Trauben. | *Für einen Liter der Sorte „Happy fruits“ braucht er je ein $kg$ Äpfel und Trauben. | ||
| − | Insgesamt hat Raimund $5 kg$ Äpfel und $3 kg$ Trauben. | + | *Insgesamt hat Raimund $5 kg$ Äpfel und $3 kg$ Trauben. |
<br /> | <br /> | ||
| − | + | a) $\ $ Raimund will wissen, wie viele Liter jeder Sorte er herstellen kann. Stelle dazu das zugehörige Ungleichungssystem auf. <br /> | |
| − | + | b) $\ $ Ermittle graphisch jenen Bereich, der Raimunds mögliche Produktionsmengen angibt. <br /> | |
| − | a) Raimund will wissen, wie viele Liter jeder Sorte er herstellen kann. Stelle dazu das zugehörige Ungleichungssystem auf. <br /> | + | c) $\ $ Begründe, ob es für Raimund möglich ist, einen Liter „Fruchtgenuss“ und $2.5$ Liter „Happy fruits“ zu produzieren?<br /> |
| − | b) Ermittle graphisch jenen Bereich, der Raimunds mögliche Produktionsmengen angibt. <br /> | + | d) $\ $ Gib zwei mögliche Produktionsmengen für die beiden Sorten an. |
| − | c) Begründe, ob es für Raimund möglich ist, einen Liter „Fruchtgenuss“ und $2.5$ Liter „Happy fruits“ zu produzieren?<br /> | + | |
| − | d) Gib zwei mögliche Produktionsmengen für die beiden Sorten an. | + | |
<br> | <br> | ||
| Zeile 242: | Zeile 245: | ||
{| border=1 align=center | {| border=1 align=center | ||
|- | |- | ||
| − | ! $\ $ !!$$x | + | ! $\ $ !!$$x \; \textrm{Fruchtgenuss}$$ !! $$y \; \textrm{Happy fruits}$$ !! Maximum |
|- | |- | ||
| − | | Äpfel in $kg$ || $2$ || $1$ || $\leq 5$ | + | | Äpfel in $kg$ || $$2$$ || $$1$$ || $$\leq 5$$ |
|- | |- | ||
| − | | Trauben in $kg$ || $1$ || $1$ || $\leq 3$ | + | | Trauben in $kg$ || $$1$$ || $$1$$ || $$\leq 3$$ |
|} | |} | ||
| + | |||
Daraus lassen sich nun einfach die Ungleichungen herauslesen: | Daraus lassen sich nun einfach die Ungleichungen herauslesen: | ||
| Zeile 256: | Zeile 260: | ||
Selbstverständlich gilt auch, dass $x$ und $y$ nur positiv sein dürfen, da wir ja nicht negative Liter herstellen können, somit erhalten wir das folgende Ungleichungssystem: | Selbstverständlich gilt auch, dass $x$ und $y$ nur positiv sein dürfen, da wir ja nicht negative Liter herstellen können, somit erhalten wir das folgende Ungleichungssystem: | ||
| + | <br /> | ||
$$I: x\geq 0$$ | $$I: x\geq 0$$ | ||
$$II: y\geq 0$$ | $$II: y\geq 0$$ | ||
| Zeile 266: | Zeile 271: | ||
Hierzu formen wir zuerst alle Ungleichungen auf $y$ um. | Hierzu formen wir zuerst alle Ungleichungen auf $y$ um. | ||
| − | + | <br /> | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | $III: 2x+y\leq 5\ \ \rightarrow y\leq -2x+5$ | + | $$I: x\geq 0$$ |
| − | + | $$II: y\geq 0$$ | |
| − | $IV: x+y\leq 3\ \ \ \rightarrow y\leq -x+3$ | + | $$III: 2x+y\leq 5\ \ \rightarrow y\leq -2x+5$$ |
| + | $$IV: x+y\leq 3\ \ \ \rightarrow y\leq -x+3$$ | ||
| Zeile 281: | Zeile 285: | ||
| − | '''c) Begründe, ob es für Raimund möglich ist, einen Liter „Fruchtgenuss“ und 2.5 Liter „Happy fruits“ zu produzieren?'''<br /> | + | '''c) Begründe, ob es für Raimund möglich ist, einen Liter „Fruchtgenuss“ und $2.5$ Liter „Happy fruits“ zu produzieren?'''<br /> |
Antwort: Es ist nicht möglich $x=1$ Liter „Fruchtgenuss“ und $y=2.5$ Liter „Happy fruits“ zu produzieren, da der Punkt $(1,2.5)$ nicht in der Lösungsmenge liegt. | Antwort: Es ist nicht möglich $x=1$ Liter „Fruchtgenuss“ und $y=2.5$ Liter „Happy fruits“ zu produzieren, da der Punkt $(1,2.5)$ nicht in der Lösungsmenge liegt. | ||
[[Datei:Unglsys-textbsp2.png|thumb|center|300px|Der Punkt (1,2.5) liegt nicht im Planungsfeld.]] | [[Datei:Unglsys-textbsp2.png|thumb|center|300px|Der Punkt (1,2.5) liegt nicht im Planungsfeld.]] | ||
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[[Datei:Unglsys-textbsp3.png|thumb|center|300px]] | [[Datei:Unglsys-textbsp3.png|thumb|center|300px]] | ||
| − | + | Z. B.: | |
* Punkt $(1,1)$: Ein Liter „Fruchtgenuss“ und ein Liter „Happy fruits“. | * Punkt $(1,1)$: Ein Liter „Fruchtgenuss“ und ein Liter „Happy fruits“. | ||
* Punkt $(2,1)$: Ein Liter „Fruchtgenuss“ und ein Liter „Happy fruits“. | * Punkt $(2,1)$: Ein Liter „Fruchtgenuss“ und ein Liter „Happy fruits“. | ||
| Zeile 302: | Zeile 306: | ||
</div> | </div> | ||
| − | = | + | = Interaktive Übungen = |
| − | == | + | |
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| + | == Quiz: Lineare Ungleichungen (AG 2.4) == | ||
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| + | ==Online-Übungen== | ||
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| [[Datei:Planungsfeld u Zielfkt5.gif|200px|center|link=Lineare Optimierung]] | | [[Datei:Planungsfeld u Zielfkt5.gif|200px|center|link=Lineare Optimierung]] | ||
| − | |[[Lineare Optimierung]] | + | | [[Lineare Optimierung]] |
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| + | [[Kategorie: Algebra und Geometrie]] | ||

