Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = 12 .

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

Lösung einblenden

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

-50 -4y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-50 -4y = 12
-4y = 12 |:(-4 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (0|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|7)
denn -4⋅0 +47 = 0 +28 = 28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|11)
denn -4⋅4 +411 = -16 +44 = 28

Oder : (-4|3)
denn -4⋅( - 4 ) +43 = 16 +12 = 28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = -13 (I) -3x +y = 17 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -13 (I) -3x +y = 17 (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 = 17
y -3x = 17 | +3x
y = 17 +3x

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = -13 (I) +y = ( 17 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -1 · ( 17 +3x ) = -13
2x -17 -3x = -13
-x -17 = -13 | +17
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 +3( -4 )

= 17 -12

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = 1 (I) 2x -5y = -23 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = 1 (I) 2x -5y = -23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = 1
-5y -4x = 1 | +4x
-5y = 1 +4x |:(-5 )
y = - 1 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 5 - 4 5 x ) (I) 2x -5y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 1 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( - 1 5 - 4 5 x ) = -23
2x +1 +4x = -23
6x +1 = -23 | -1
6x = -24 |:6
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 5 - 4 5 ( -4 )

= - 1 5 + 16 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 3 2 y = - 7 2 (I) -3x -3y = -12 (II)

Lösung einblenden
-x - 3 2 y = - 7 2 (I) -3x -3y = -12 (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 - 3 2 y = - 7 2 |⋅ 2
2( -x - 3 2 y) = -7
-2x -3y = -7 | +3y
-2x = -7 +3y |:(-2 )
x = 7 2 - 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 2 - 3 2 y ) (I) -3x -3y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 7 2 - 3 2 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 7 2 - 3 2 y ) -3y = -12
- 21 2 + 9 2 y -3y = -12
3 2 y - 21 2 = -12 |⋅ 2
2( 3 2 y - 21 2 ) = -24
3y -21 = -24 | +21
3y = -3 |:3
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 2 - 3 2 ( -1 )

= 7 2 + 3 2

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -1 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 -5y = ?

-1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 10 +5 = 15

-1x +2y = -5 -2 = -7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 15

-1x +2y = -7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x -12y = -5 (I) 2x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
-8x -12y = -5 (I) 2x +3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x -12y = -5
-12y -8x = -5 | +8x
-12y = -5 +8x |:(-12 )
y = 5 12 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 12 - 2 3 x ) (I) 2x +3y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 5 12 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 5 12 - 2 3 x ) = 1
2x + 5 4 -2x = 1
5 4 = 1 | - 5 4
0 = - 1 4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 156 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 208 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:

9x +6y = 156 (I) 7x +9y = 208 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +6y = 156
6y +9x = 156 | -9x
6y = 156 -9x |:6
y = 26 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 26 - 3 2 x ) (I) 7x +9y = 208 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 26 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 26 - 3 2 x ) = 208
7x +234 - 27 2 x = 208
- 13 2 x +234 = 208 |⋅ 2
2( - 13 2 x +234 ) = 416
-13x +468 = 416 | -468
-13x = -52 |:(-13 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 - 3 2 4

= 26 -6

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (4|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20