Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -16 .

Bestimme x so, dass (x|4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 4 in die Gleichung ein und erhält:

x -34 = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -34 = -16
x -12 = -16 | +12
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 11 .

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|1)
denn -4⋅( - 4 ) -51 = 16 -5 = 11

Oder : (6|-7)
denn -4⋅6 -5( - 7 ) = -24 +35 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2y = 4 (I) -x -2y = -1 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 1 (I) -3x -2y = -11 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 1 (I) -3x -2y = -11 (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 = 1 | +2y
x = 1 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 +2y ) (I) -3x -2y = -11 (II)

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

-3 · ( 1 +2y ) -2y = -11
-3 -6y -2y = -11
-8y -3 = -11 | +3
-8y = -8 |:(-8 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +21

= 1 +2

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 8 (I) -5x +5y = 20 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 8 (I) -5x +5y = 20 (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 +3y = 8 | -3y
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -3y ) (I) -5x +5y = 20 (II)

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

-5 · ( 8 -3y ) +5y = 20
-40 +15y +5y = 20
20y -40 = 20 | +40
20y = 60 |:20
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -33

= 8 -9

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-3x = -12 - y | + y (I)
2x +3y = 5x | -5x (II)
-3x +y = -12 (I) -3x +3y = 0 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-3x + y = -12
y -3x = -12 | +3x
y = -12 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -12 +3x ) (I) -3x +3y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -12 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( -12 +3x ) = 0
-3x -36 +9x = 0
6x -36 = 0 | +36
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +36

= -12 +18

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 4 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 -3y = ?

-6x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-2x -3y = -6 -12 = -18

-6x -11y = -18 -44 = -62

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = -18

-6x -11y = -62

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -y = 11 (I) -4x +5y = 2 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 11 (I) -4x +5y = 2 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-3x - y = 11
-y -3x = 11 | +3x
-y = 11 +3x |:(-1 )
y = -11 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 -3x ) (I) -4x +5y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -11 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( -11 -3x ) = 2
-4x -55 -15x = 2
-19x -55 = 2 | +55
-19x = 57 |:(-19 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 -3( -3 )

= -11 +9

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 131 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 234 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 = 131 (I) 3x +9y = 234 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 131
5y +2x = 131 | -2x
5y = 131 -2x |:5
y = 131 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 131 5 - 2 5 x ) (I) 3x +9y = 234 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 131 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 9 · ( 131 5 - 2 5 x ) = 234
3x + 1179 5 - 18 5 x = 234
- 3 5 x + 1179 5 = 234 |⋅ 5
5( - 3 5 x + 1179 5 ) = 1170
-3x +1179 = 1170 | -1179
-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 131 5 - 2 5 3

= 131 5 - 6 5

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (3|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25