Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -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:

-30 -3y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-30 -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: x +4y = -5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-3)
denn 1⋅7 +4( - 3 ) = 7 -12 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|-4)
denn 1⋅11 +4( - 4 ) = 11 -16 = -5

Oder : (3|-2)
denn 1⋅3 +4( - 2 ) = 3 -8 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = 18 (I) 3x = -9 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 18 (I) 3x = -9 (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 = -9 |:3
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

-4x -3y = 18 (I) x = -3 (II)

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

-4 · ( -3 ) -3y = 18
12 -3y = 18
-3y +12 = 18 | -12
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 12 (I) 2x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 12 (I) 2x -2y = 6 (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 = 12 | -2y
x = 12 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 -2y ) (I) 2x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 12 -2y ) -2y = 6
24 -4y -2y = 6
-6y +24 = 6 | -24
-6y = -18 |:(-6 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -23

= 12 -6

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = -12 (I) 5x -3y = -20 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = -12 (I) 5x -3y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = -12
-2y +2x = -12 | -2x
-2y = -12 -2x |:(-2 )
y = 6 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 + x ) (I) 5x -3y = -20 (II)

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

5x -3 · ( 6 + x ) = -20
5x -18 -3x = -20
2x -18 = -20 | +18
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 -1

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 3 x - 1 5 y = - 2 3 (I) x + 3 4 y = - 35 4 (II)

Lösung einblenden
1 3 x - 1 5 y = - 2 3 (I) x + 3 4 y = - 35 4 (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 + 3 4 y = - 35 4 |⋅ 4
4( x + 3 4 y) = -35
4x +3y = -35 | -3y
4x = -35 -3y |:4
x = - 35 4 - 3 4 y

Als neues LGS erhält man so:

1 3 x - 1 5 y = - 2 3 (I) x = ( - 35 4 - 3 4 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 35 4 - 3 4 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 3 · ( - 35 4 - 3 4 y ) - 1 5 y = - 2 3
- 35 12 - 1 4 y - 1 5 y = - 2 3
- 9 20 y - 35 12 = - 2 3 |⋅ 60
60( - 9 20 y - 35 12 ) = -40
-27y -175 = -40 | +175
-27y = 135 |:(-27 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 35 4 - 3 4 ( -5 )

= - 35 4 + 15 4

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = -5 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 -4y = ?

-5x -17y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -4y = 2 +20 = 22

-5x -17y = 10 +85 = 95

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = 22

-5x -17y = 95

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = 24 (I) -2x +2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 24 (I) -2x +2y = 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -4y = 24
-4y -4x = 24 | +4x
-4y = 24 +4x |:(-4 )
y = -6 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 2 · ( -6 - x ) = 4
-2x -12 -2x = 4
-4x -12 = 4 | +12
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - ( -4 )

= -6 +4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 355 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 135 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 +9y = 355 (I) 6x +3y = 135 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +9y = 355
9y +8x = 355 | -8x
9y = 355 -8x |:9
y = 355 9 - 8 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 355 9 - 8 9 x ) (I) 6x +3y = 135 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 355 9 - 8 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 3 · ( 355 9 - 8 9 x ) = 135
6x + 355 3 - 8 3 x = 135
10 3 x + 355 3 = 135 |⋅ 3
3( 10 3 x + 355 3 ) = 405
10x +355 = 405 | -355
10x = 50 |:10
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 355 9 - 8 9 5

= 355 9 - 40 9

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (5|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35