Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = -18 .

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

Lösung einblenden

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

-5x +4( -2 ) = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -8 = -18 | +8
-5x = -10 |:(-5 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -13 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|2)
denn -1⋅3 -52 = -3 -10 = -13

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|3)
denn -1⋅( - 2 ) -53 = 2 -15 = -13

Oder : (8|1)
denn -1⋅8 -51 = -8 -5 = -13

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 2 (I) +4y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 2 (I) +4y = -8 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

4y = -8 |:4
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 14 (I) -4x +4y = -8 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 14 (I) -4x +4y = -8 (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 = 14
y +3x = 14 | -3x
y = 14 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 -3x ) (I) -4x +4y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 14 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x +56 -12x = -8
-16x +56 = -8 | -56
-16x = -64 |:(-16 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 -34

= 14 -12

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -y = -3 (I) -3x +y = -1 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-3x + y = -1
y -3x = -1 | +3x
y = -1 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x +1 -3x = -3
-2x +1 = -3 | -1
-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 +32

= -1 +6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 2 y = 0 (I) -x + 2 5 y = - 2 5 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 2 y = 0 (I) -x + 2 5 y = - 2 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 + 2 5 y = - 2 5 |⋅ 5
5( -x + 2 5 y) = -2
-5x +2y = -2 | -2y
-5x = -2 -2y |:(-5 )
x = 2 5 + 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

-x + 1 2 y = 0 (I) x = ( 2 5 + 2 5 y ) (II)

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

- 2 5 - 2 5 y + 1 2 y = 0
1 10 y - 2 5 = 0 |⋅ 10
10( 1 10 y - 2 5 ) = 0
y -4 = 0 | +4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 5 + 2 5 4

= 2 5 + 8 5

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

1x -2y = ?

-3x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

1x -2y = -3 -8 = -11

-3x +4y = 9 +16 = 25

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -2y = -11

-3x +4y = 25

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +4y = -19 (I) 4x -4y = 28 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = -19 (I) 4x -4y = 28 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = -19
4y +5x = -19 | -5x
4y = -19 -5x |:4
y = - 19 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 4 - 5 4 x ) (I) 4x -4y = 28 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x +19 +5x = 28
9x +19 = 28 | -19
9x = 9 |:9
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 4 - 5 4 1

= - 19 4 - 5 4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 148 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 140 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:

7x +4y = 148 (I) 5x +4y = 140 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +4y = 148
4y +7x = 148 | -7x
4y = 148 -7x |:4
y = 37 - 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 37 - 7 4 x ) (I) 5x +4y = 140 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 37 - 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x +148 -7x = 140
-2x +148 = 140 | -148
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 37 - 7 4 4

= 37 -7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (4|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30