Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = 15 .

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-20 -3y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-20 -3y = 15
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (0|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|2)
denn -5⋅5 -22 = -25 -4 = -29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|7)
denn -5⋅3 -27 = -15 -14 = -29

Oder : (7|-3)
denn -5⋅7 -2( - 3 ) = -35 +6 = -29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 0 (I) x = 2 (II)

Lösung einblenden

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

x = 2


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

-3 · 2 + y = 0
-6 + y = 0
y -6 = 0 | +6
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = -11 (I) -3x +y = -13 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = -11 (I) -3x +y = -13 (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 = -13
y -3x = -13 | +3x
y = -13 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = -11 (I) +y = ( -13 +3x ) (II)

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

-3x -1 · ( -13 +3x ) = -11
-3x +13 -3x = -11
-6x +13 = -11 | -13
-6x = -24 |:(-6 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 +34

= -13 +12

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = 6 (I) x +y = 2 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = 6 (I) x +y = 2 (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 = 2
y + x = 2 | - x
y = 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

4x +5y = 6 (I) +y = ( 2 - x ) (II)

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

4x + 5 · ( 2 - x ) = 6
4x +10 -5x = 6
-x +10 = 6 | -10
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -1 (I) x + 1 3 y = 8 3 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -1 (I) x + 1 3 y = 8 3 (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 3 y = 8 3 |⋅ 3
3( x + 1 3 y) = 8
3x + y = 8 | - y
3x = 8 - y |:3
x = 8 3 - 1 3 y

Als neues LGS erhält man so:

-x -2y = -1 (I) x = ( 8 3 - 1 3 y ) (II)

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

-1 · ( 8 3 - 1 3 y ) -2y = -1
- 8 3 + 1 3 y -2y = -1
- 5 3 y - 8 3 = -1 |⋅ 3
3( - 5 3 y - 8 3 ) = -3
-5y -8 = -3 | +8
-5y = 5 |:(-5 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 3 - 1 3 ( -1 )

= 8 3 + 1 3

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

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.:

-1x +2y = ?

-4x +10y = ?

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

-1x +2y = -2 +4 = 2

-4x +10y = -8 +20 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = 2

-4x +10y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
6x +3y = 6 (I) -2x -y = -2 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

6x + 3 · ( 2 -2x ) = 6
6x +6 -6x = 6
6 = 6 | -6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 98 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 81 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 +4y = 98 (I) 7x +3y = 81 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +4y = 98
4y +6x = 98 | -6x
4y = 98 -6x |:4
y = 49 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 49 2 - 3 2 x ) (I) 7x +3y = 81 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 49 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 3 · ( 49 2 - 3 2 x ) = 81
7x + 147 2 - 9 2 x = 81
5 2 x + 147 2 = 81 |⋅ 2
2( 5 2 x + 147 2 ) = 162
5x +147 = 162 | -147
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 49 2 - 3 2 3

= 49 2 - 9 2

= 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