Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -2y = -6 .

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

Lösung einblenden

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

-21 -2y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2 -2y = -6
-2y -2 = -6 | +2
-2y = -4 |:(-2 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-3)
denn -4⋅1 +4( - 3 ) = -4 -12 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|1)
denn -4⋅5 +41 = -20 +4 = -16

Oder : (-3|-7)
denn -4⋅( - 3 ) +4( - 7 ) = 12 -28 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = 20 (I) x = -3 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -3


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

12 +4y = 20
4y +12 = 20 | -12
4y = 8 |:4
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = -20 (I) x +3y = 17 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = -20 (I) x +3y = 17 (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 = 17 | -3y
x = 17 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -20 (I) x = ( 17 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-68 +12y -4y = -20
8y -68 = -20 | +68
8y = 48 |:8
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -36

= 17 -18

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -y = 16 (I) -x +3y = -6 (II)

Lösung einblenden
5x -y = 16 (I) -x +3y = -6 (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 = -6 | -3y
-x = -6 -3y |:(-1 )
x = 6 +3y

Als neues LGS erhält man so:

5x -y = 16 (I) x = ( 6 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 6 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

30 +15y - y = 16
14y +30 = 16 | -30
14y = -14 |:14
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +3( -1 )

= 6 -3

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -x +2 )+2y = -2( 8 + y) (I)
-x = -13 -3y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

2( -x +2 )+2y = -2( 8 + y) (I)
-x = -13 -3y (II)
-2x +4 +2y = -16 -2y | -4 +2y (I)
-x = -13 -3y | + 3y (II)
-2x +4y = -20 (I) -x +3y = -13 (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 = -13 | -3y
-x = -13 -3y |:(-1 )
x = 13 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = -20 (I) x = ( 13 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-26 -6y +4y = -20
-2y -26 = -20 | +26
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +3( -3 )

= 13 -9

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -3 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 -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-2x -4y = 10 +12 = 22

-1x -5y = 5 +15 = 20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 22

-1x -5y = 20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -y = -2 (I) -8x +4y = 5 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -2 (I) -8x +4y = 5 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 +2x ) (I) -8x +4y = 5 (II)

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

-8x +8 +8x = 5
8 = 5 | -8
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 243 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 273 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:

3x +8y = 243 (I) 3x +9y = 273 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +8y = 243
8y +3x = 243 | -3x
8y = 243 -3x |:8
y = 243 8 - 3 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 243 8 - 3 8 x ) (I) 3x +9y = 273 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 243 8 - 3 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2187 8 - 27 8 x = 273
- 3 8 x + 2187 8 = 273 |⋅ 8
8( - 3 8 x + 2187 8 ) = 2184
-3x +2187 = 2184 | -2187
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 243 8 - 3 8 1

= 243 8 - 3 8

= 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