Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 48 .

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

45 +4y = 48

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

45 +4y = 48
20 +4y = 48
4y +20 = 48 | -20
4y = 28 |:4
y = 7

Die Lösung ist somit: (5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-5)
denn -1⋅( - 4 ) +3( - 5 ) = 4 -15 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-4)
denn -1⋅( - 1 ) +3( - 4 ) = 1 -12 = -11

Oder : (-7|-6)
denn -1⋅( - 7 ) +3( - 6 ) = 7 -18 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x -3y = 19 (I) -2y = 6 (II)

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

-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -3 · ( -3 ) = 19
2x +9 = 19 | -9
2x = 10 |:2
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 22 (I) 2x +4y = -4 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 22 (I) 2x +4y = -4 (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 -4y = 22 | +4y
x = 22 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 22 +4y ) (I) 2x +4y = -4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 22 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 22 +4y ) +4y = -4
44 +8y +4y = -4
12y +44 = -4 | -44
12y = -48 |:12
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 +4( -4 )

= 22 -16

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = -2 (I) -2x -5y = -33 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = -2 (I) -2x -5y = -33 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + x ) (I) -2x -5y = -33 (II)

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

-2x -5 · ( 1 + x ) = -33
-2x -5 -5x = -33
-7x -5 = -33 | +5
-7x = -28 |:(-7 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 + y = x -2y (I)
-3x -4y = -17 -5y (II)

Lösung einblenden

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

3 + y = x -2y | -3 - x +2y (I)
-3x -4y = -17 -5y | + 5y (II)
-x +3y = -3 (I) -3x +y = -17 (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 = -17
y -3x = -17 | +3x
y = -17 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 3 · ( -17 +3x ) = -3
-x -51 +9x = -3
8x -51 = -3 | +51
8x = 48 |:8
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +36

= -17 +18

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 = ?

6x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

2x -4y = 2 +12 = 14

6x -11y = 6 +33 = 39

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -4y = 14

6x -11y = 39

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = 22 (I) -x +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 22 (I) -x +4y = -16 (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 = -16 | -4y
-x = -16 -4y |:(-1 )
x = 16 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = 22 (I) x = ( 16 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 16 +4y ) -2y = 22
-48 -12y -2y = 22
-14y -48 = 22 | +48
-14y = 70 |:(-14 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 +4( -5 )

= 16 -20

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 183 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 102 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:

2x +5y = 183 (I) 8x +2y = 102 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 183
5y +2x = 183 | -2x
5y = 183 -2x |:5
y = 183 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 183 5 - 2 5 x ) (I) 8x +2y = 102 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 183 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 183 5 - 2 5 x ) = 102
8x + 366 5 - 4 5 x = 102
36 5 x + 366 5 = 102 |⋅ 5
5( 36 5 x + 366 5 ) = 510
36x +366 = 510 | -366
36x = 144 |:36
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 183 5 - 2 5 4

= 183 5 - 8 5

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35