Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -28 .

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

Lösung einblenden

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

( -7 ) -3y = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -7 ) -3y = -28
-7 -3y = -28
-3y -7 = -28 | +7
-3y = -21 |:(-3 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (-7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +5y = 24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|4)
denn -4⋅( - 1 ) +54 = 4 +20 = 24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|8)
denn -4⋅4 +58 = -16 +40 = 24

Oder : (-6|0)
denn -4⋅( - 6 ) +50 = 24 +0 = 24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = 40 (I) 3x = 18 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 40 (I) 3x = 18 (II)

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

3x = 18 |:3
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 40 (I) x = 6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch 6 ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · 6 +4y = 40
24 +4y = 40
4y +24 = 40 | -24
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -9 (I) 3x +3y = 18 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -9 (I) 3x +3y = 18 (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 = -9 | +2y
x = -9 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -9 +2y ) (I) 3x +3y = 18 (II)

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

3 · ( -9 +2y ) +3y = 18
-27 +6y +3y = 18
9y -27 = 18 | +27
9y = 45 |:9
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 +25

= -9 +10

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 8 (I) 4x +2y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 8 (I) 4x +2y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +3y = 8
3y +4x = 8 | -4x
3y = 8 -4x |:3
y = 8 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 3 - 4 3 x ) (I) 4x +2y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 8 3 - 4 3 x ) = 12
4x + 16 3 - 8 3 x = 12
4 3 x + 16 3 = 12 |⋅ 3
3( 4 3 x + 16 3 ) = 36
4x +16 = 36 | -16
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 3 - 4 3 5

= 8 3 - 20 3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 = 2( -x +2y) (I)
3x +2y = 8 -3y (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 = 2( -x +2y) (I)
3x +2y = 8 -3y (II)
2 = -2x +4y | -2 +2x -4y (I)
3x +2y = 8 -3y | + 3y (II)
2x -4y = -2 (I) 3x +5y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = -2
-4y +2x = -2 | -2x
-4y = -2 -2x |:(-4 )
y = 1 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 + 1 2 x ) (I) 3x +5y = 8 (II)

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

3x + 5 · ( 1 2 + 1 2 x ) = 8
3x + 5 2 + 5 2 x = 8
11 2 x + 5 2 = 8 |⋅ 2
2( 11 2 x + 5 2 ) = 16
11x +5 = 16 | -5
11x = 11 |:11
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 2 + 1 2 1

= 1 2 + 1 2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|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.:

-3x -1y = ?

-6x -1y = ?

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

-3x -1y = -3 -3 = -6

-6x -1y = -6 -3 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -1y = -6

-6x -1y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -4y = -8 (I) -5x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -8 (I) -5x +4y = 8 (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 = -8 | +4y
x = -8 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -8 +4y ) (I) -5x +4y = 8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -8 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -8 +4y ) +4y = 8
40 -20y +4y = 8
-16y +40 = 8 | -40
-16y = -32 |:(-16 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +42

= -8 +8

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 249 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 204 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:

3x +8y = 249 (I) 8x +6y = 204 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +8y = 249
8y +3x = 249 | -3x
8y = 249 -3x |:8
y = 249 8 - 3 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 249 8 - 3 8 x ) (I) 8x +6y = 204 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 249 8 - 3 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 6 · ( 249 8 - 3 8 x ) = 204
8x + 747 4 - 9 4 x = 204
23 4 x + 747 4 = 204 |⋅ 4
4( 23 4 x + 747 4 ) = 816
23x +747 = 816 | -747
23x = 69 |:23
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 249 8 - 3 8 3

= 249 8 - 9 8

= 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