Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -23 .

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-4x + ( -7 ) = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x + ( -7 ) = -23
-4x -7 = -23 | +7
-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|2)
denn 2⋅( - 1 ) +52 = -2 +10 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|0)
denn 2⋅4 +50 = 8 +0 = 8

Oder : (-6|4)
denn 2⋅( - 6 ) +54 = -12 +20 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -16 (I) -4x -4y = -36 (II)

Lösung einblenden
-4x = -16 (I) -4x -4y = -36 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -4x -4y = -36 (II)

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

-4 · 4 -4y = -36
-16 -4y = -36
-4y -16 = -36 | +16
-4y = -20 |:(-4 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 10 (I) -x -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 10 (I) -x -3y = -9 (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 = -9 | +3y
-x = -9 +3y |:(-1 )
x = 9 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 10 (I) x = ( 9 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 9 -3y ) +4y = 10
9 -3y +4y = 10
y +9 = 10 | -9
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -31

= 9 -3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -18 (I) x +4y = 13 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -18 (I) x +4y = 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 +4y = 13 | -4y
x = 13 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -18 (I) x = ( 13 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 13 -4y ) + y = -18
-52 +16y + y = -18
17y -52 = -18 | +52
17y = 34 |:17
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -42

= 13 -8

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5 = 2y (I)
-4y = -3( x +3 ) (II)

Lösung einblenden

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

x +5 = 2y (I)
-4y = -3( x +3 ) (II)
x +5 = 2y | -5 -2y (I)
-4y = -3x -9 | + 3x (II)
x -2y = -5 (I) 3x -4y = -9 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -2y = -5 | +2y
x = -5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -5 +2y ) (I) 3x -4y = -9 (II)

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

3 · ( -5 +2y ) -4y = -9
-15 +6y -4y = -9
2y -15 = -9 | +15
2y = 6 |:2
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +23

= -5 +6

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

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.:

-5x -2y = ?

-1x -1y = ?

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

-5x -2y = -10 +4 = -6

-1x -1y = -2 +2 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -2y = -6

-1x -1y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x -4y = 7 (I) 4x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-8x -4y = 7 (I) 4x +2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x -4y = 7
-4y -8x = 7 | +8x
-4y = 7 +8x |:(-4 )
y = - 7 4 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 4 -2x ) (I) 4x +2y = -2 (II)

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

4x + 2 · ( - 7 4 -2x ) = -2
4x - 7 2 -4x = -2
- 7 2 = -2 | + 7 2
0 = 3 2

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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 58 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 55 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 = 58 (I) 5x +2y = 55 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +2y = 58
2y +6x = 58 | -6x
2y = 58 -6x |:2
y = 29 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 29 -3x ) (I) 5x +2y = 55 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 29 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 2 · ( 29 -3x ) = 55
5x +58 -6x = 55
-x +58 = 55 | -58
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 -33

= 29 -9

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20