Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 15 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-2x +55 = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x +55 = 15
-2x +25 = 15 | -25
-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|5)
denn -5⋅( - 1 ) -55 = 5 -25 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|10)
denn -5⋅( - 6 ) -510 = 30 -50 = -20

Oder : (4|0)
denn -5⋅4 -50 = -20 +0 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -y = 2 (I) -y = -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:

-y = -3 |:(-1 )
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -1 · 3 = 2
x -3 = 2 | +3
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 13 (I) x +4y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 13 (I) x +4y = 0 (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 = 0 | -4y
x = -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = 13 (I) x = -4 y (II)

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

3 · ( -4y ) - y = 13
-12y - y = 13
-13y = 13 |:(-13 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4( -1 )

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +3y = 0 (I) -2x +5y = 1 (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 = 0 | -3y
-x = -3y |:(-1 )
x = 3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · 3y +5y = 1
-6y +5y = 1
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3( -1 )

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x + 1 2 y = 19 6 (I) - 3 2 x - 3 5 y = 0 (II)

Lösung einblenden
- 1 3 x + 1 2 y = 19 6 (I) - 3 2 x - 3 5 y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 3 x + 1 2 y = 19 6
1 2 y - 1 3 x = 19 6 |⋅ 6
6( 1 2 y - 1 3 x) = 19
3y -2x = 19 | +2x
3y = 19 +2x |:3
y = 19 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 3 + 2 3 x ) (I) - 3 2 x - 3 5 y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 19 3 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 3 2 x - 3 5 · ( 19 3 + 2 3 x ) = 0
- 3 2 x - 19 5 - 2 5 x = 0
- 19 10 x - 19 5 = 0 |⋅ 10
10( - 19 10 x - 19 5 ) = 0
-19x -38 = 0 | +38
-19x = 38 |:(-19 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 3 + 2 3 ( -2 )

= 19 3 - 4 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

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.:

-1x -2y = ?

-4x -7y = ?

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

-1x -2y = -1 +6 = 5

-4x -7y = -4 +21 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = 5

-4x -7y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

2x + y = -2
y +2x = -2 | -2x
y = -2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 208 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 112 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 = 208 (I) 8x +2y = 112 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 208
5y +2x = 208 | -2x
5y = 208 -2x |:5
y = 208 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 208 5 - 2 5 x ) (I) 8x +2y = 112 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 208 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 208 5 - 2 5 x ) = 112
8x + 416 5 - 4 5 x = 112
36 5 x + 416 5 = 112 |⋅ 5
5( 36 5 x + 416 5 ) = 560
36x +416 = 560 | -416
36x = 144 |:36
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 208 5 - 2 5 4

= 208 5 - 8 5

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40