Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

41 +2y = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

41 +2y = 4
4 +2y = 4
2y +4 = 4 | -4
2y = 0 |:2
y = 0

Die Lösung ist somit: (1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = -29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-2)
denn -5⋅5 +2( - 2 ) = -25 -4 = -29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|3)
denn -5⋅7 +23 = -35 +6 = -29

Oder : (3|-7)
denn -5⋅3 +2( - 7 ) = -15 -14 = -29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 11 (I) -4y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 11 (I) -4y = -8 (II)

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

-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 4 · 2 = 11
-x +8 = 11 | -8
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

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: (-3|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -13 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( -13 +3x ) = -4
4x -52 +12x = -4
16x -52 = -4 | +52
16x = 48 |:16
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 +33

= -13 +9

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-5x -4y = 8 (I) 2x +4y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 8
-4y -5x = 8 | +5x
-4y = 8 +5x |:(-4 )
y = -2 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 4 · ( -2 - 5 4 x ) = -8
2x -8 -5x = -8
-3x -8 = -8 | +8
-3x = 0 |:(-3 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 5 4 ( 0 )

= -2 +0

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 + 1 2 x ) (I) - 1 5 x + 1 5 y = 1 5 (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:

- 1 5 x + 1 5 · ( 1 2 + 1 2 x ) = 1 5
- 1 5 x + 1 10 + 1 10 x = 1 5
- 1 10 x + 1 10 = 1 5 |⋅ 10
10( - 1 10 x + 1 10 ) = 2
-x +1 = 2 | -1
-x = 1 |:(-1 )
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

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-4x -5y = ?

-3x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = -20 -20 = -40

-3x -5y = -15 -20 = -35

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = -40

-3x -5y = -35

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +2y = 22 (I) -3x +4y = 11 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 22 (I) -3x +4y = 11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 22
2y +4x = 22 | -4x
2y = 22 -4x |:2
y = 11 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 4 · ( 11 -2x ) = 11
-3x +44 -8x = 11
-11x +44 = 11 | -44
-11x = -33 |:(-11 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -23

= 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 201 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 10 Halogenleuchten zusammen 221 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:

7x +9y = 201 (I) 7x +10y = 221 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +9y = 201
9y +7x = 201 | -7x
9y = 201 -7x |:9
y = 67 3 - 7 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 67 3 - 7 9 x ) (I) 7x +10y = 221 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 67 3 - 7 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 10 · ( 67 3 - 7 9 x ) = 221
7x + 670 3 - 70 9 x = 221
- 7 9 x + 670 3 = 221 |⋅ 9
9( - 7 9 x + 670 3 ) = 1989
-7x +2010 = 1989 | -2010
-7x = -21 |:(-7 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 67 3 - 7 9 3

= 67 3 - 7 3

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20