Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

x -4( -1 ) = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +5y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|0)
denn 3⋅0 +50 = 0 +0 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-3)
denn 3⋅5 +5( - 3 ) = 15 -15 = 0

Oder : (-5|3)
denn 3⋅( - 5 ) +53 = -15 +15 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2x = -2 |:2
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = -2 (I) x = -1 (II)

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

-3 · ( -1 ) + y = -2
3 + y = -2
y +3 = -2 | -3
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -22 (I) -x +y = -4 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -22 (I) -x +y = -4 (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:

-x + y = -4
y - x = -4 | + x
y = -4 + x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -22 (I) +y = ( -4 + x ) (II)

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

-4x + 1 · ( -4 + x ) = -22
-4x -4 + x = -22
-3x -4 = -22 | +4
-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 9 (I) -4x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 9 (I) -4x -2y = 6 (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 = 9
y -2x = 9 | +2x
y = 9 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 +2x ) (I) -4x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( 9 +2x ) = 6
-4x -18 -4x = 6
-8x -18 = 6 | +18
-8x = 24 |:(-8 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +2( -3 )

= 9 -6

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x - 1 2 y = 19 6 (I) x + 1 2 y = - 9 2 (II)

Lösung einblenden
- 1 3 x - 1 2 y = 19 6 (I) x + 1 2 y = - 9 2 (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 + 1 2 y = - 9 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = -9
2x + y = -9 | - y
2x = -9 - y |:2
x = - 9 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 1 3 x - 1 2 y = 19 6 (I) x = ( - 9 2 - 1 2 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 9 2 - 1 2 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 3 · ( - 9 2 - 1 2 y ) - 1 2 y = 19 6
3 2 + 1 6 y - 1 2 y = 19 6
- 1 3 y + 3 2 = 19 6 |⋅ 6
6( - 1 3 y + 3 2 ) = 19
-2y +9 = 19 | -9
-2y = 10 |:(-2 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 9 2 - 1 2 ( -5 )

= - 9 2 + 5 2

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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 -3y = ?

-6x -8y = ?

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

-2x -3y = 4 +6 = 10

-6x -8y = 12 +16 = 28

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = 10

-6x -8y = 28

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -4y = -16 (I) x -3y = -7 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -16 (I) x -3y = -7 (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 = -7 | +3y
x = -7 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = -16 (I) x = ( -7 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -7 +3y ) -4y = -16
-21 +9y -4y = -16
5y -21 = -16 | +21
5y = 5 |:5
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +31

= -7 +3

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 78 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 237 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:

6x +2y = 78 (I) 9x +7y = 237 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +2y = 78
2y +6x = 78 | -6x
2y = 78 -6x |:2
y = 39 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 -3x ) (I) 9x +7y = 237 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 7 · ( 39 -3x ) = 237
9x +273 -21x = 237
-12x +273 = 237 | -273
-12x = -36 |:(-12 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 -33

= 39 -9

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30