Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = -36 .

Bestimme x so, dass (x|-6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-3x +5( -6 ) = -36

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +5( -6 ) = -36
-3x -30 = -36 | +30
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = 19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-1)
denn 3⋅6 -1( - 1 ) = 18 +1 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-4)
denn 3⋅5 -1( - 4 ) = 15 +4 = 19

Oder : (7|2)
denn 3⋅7 -12 = 21 -2 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

3y = -3 |:3
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 4 (I) +y = -1 (II)

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

2x + 2 · ( -1 ) = 4
2x -2 = 4 | +2
2x = 6 |:2
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -8 -3y ) + y = -8
-24 -9y + y = -8
-8y -24 = -8 | +24
-8y = 16 |:(-8 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -3( -2 )

= -8 +6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -10 (I) x -4y = -20 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -10 (I) x -4y = -20 (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 = -20 | +4y
x = -20 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = -10 (I) x = ( -20 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -20 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -20 +4y ) -2y = -10
-20 +4y -2y = -10
2y -20 = -10 | +20
2y = 10 |:2
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -20 +45

= -20 +20

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -3y) = -x -21 - y (I)
2( 1 + y) = -3x +2 (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 -3y) = -x -21 - y (I)
2( 1 + y) = -3x +2 (II)
2x -6y = -x -21 - y | + x + y (I)
2 +2y = -3x +2 | -2 +3x (II)
3x -5y = -21 (I) 3x +2y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = -21
-5y +3x = -21 | -3x
-5y = -21 -3x |:(-5 )
y = 21 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 21 5 + 3 5 x ) (I) 3x +2y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 21 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 21 5 + 3 5 x ) = 0
3x + 42 5 + 6 5 x = 0
21 5 x + 42 5 = 0 |⋅ 5
5( 21 5 x + 42 5 ) = 0
21x +42 = 0 | -42
21x = -42 |:21
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 5 + 3 5 ( -2 )

= 21 5 - 6 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|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.:

-2x +2y = ?

-3x +4y = ?

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

-2x +2y = 4 +4 = 8

-3x +4y = 6 +8 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +2y = 8

-3x +4y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = 22 (I) 5x -y = -26 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = 22 (I) 5x -y = -26 (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:

5x - y = -26
-y +5x = -26 | -5x
-y = -26 -5x |:(-1 )
y = 26 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = 22 (I) +y = ( 26 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 26 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 3 · ( 26 +5x ) = 22
-x +78 +15x = 22
14x +78 = 22 | -78
14x = -56 |:14
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 +5( -4 )

= 26 -20

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 242 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 183 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:

8x +6y = 242 (I) 2x +5y = 183 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 242
6y +8x = 242 | -8x
6y = 242 -8x |:6
y = 121 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 121 3 - 4 3 x ) (I) 2x +5y = 183 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 121 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 121 3 - 4 3 x ) = 183
2x + 605 3 - 20 3 x = 183
- 14 3 x + 605 3 = 183 |⋅ 3
3( - 14 3 x + 605 3 ) = 549
-14x +605 = 549 | -605
-14x = -56 |:(-14 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 121 3 - 4 3 4

= 121 3 - 16 3

= 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