Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = -33 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-3 +5y = -33

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3 +5y = -33
-3 +5y = -33
5y -3 = -33 | +3
5y = -30 |:5
y = -6

Die Lösung ist somit: (3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|3)
denn 2⋅( - 4 ) -43 = -8 -12 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|1)
denn 2⋅( - 8 ) -41 = -16 -4 = -20

Oder : (0|5)
denn 2⋅0 -45 = 0 -20 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 18 (I) 3x -3y = -33 (II)

Lösung einblenden
-3x = 18 (I) 3x -3y = -33 (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 = 18 |:(-3 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

x = -6 (I) 3x -3y = -33 (II)

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

3 · ( -6 ) -3y = -33
-18 -3y = -33
-3y -18 = -33 | +18
-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -13 (I) 2x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -13 (I) 2x +y = -8 (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 = -8
y +2x = -8 | -2x
y = -8 -2x

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = -13 (I) +y = ( -8 -2x ) (II)

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

3x + 1 · ( -8 -2x ) = -13
3x -8 -2x = -13
x -8 = -13 | +8
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -2( -5 )

= -8 +10

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +2y = -9 (I) 3x -3y = 0 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = -9 (I) 3x -3y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = -9
2y -5x = -9 | +5x
2y = -9 +5x |:2
y = - 9 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 9 2 + 5 2 x ) (I) 3x -3y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 9 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( - 9 2 + 5 2 x ) = 0
3x + 27 2 - 15 2 x = 0
- 9 2 x + 27 2 = 0 |⋅ 2
2( - 9 2 x + 27 2 ) = 0
-9x +27 = 0 | -27
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 9 2 + 5 2 3

= - 9 2 + 15 2

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( 12 + y) = -2x (I)
-3( x +14 ) = 4y (II)

Lösung einblenden

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

2( 12 + y) = -2x (I)
-3( x +14 ) = 4y (II)
24 +2y = -2x | -24 +2x (I)
-3x -42 = 4y | + 42 -4y (II)
2x +2y = -24 (I) -3x -4y = 42 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = -24
2y +2x = -24 | -2x
2y = -24 -2x |:2
y = -12 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -12 - x ) (I) -3x -4y = 42 (II)

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

-3x -4 · ( -12 - x ) = 42
-3x +48 +4x = 42
x +48 = 42 | -48
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 - ( -6 )

= -12 +6

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

3x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 2 -20 = -18

3x -10y = 3 -40 = -37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = -18

3x -10y = -37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -y = 8 (I) 4x -y = -22 (II)

Lösung einblenden
-x -y = 8 (I) 4x -y = -22 (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:

4x - y = -22
-y +4x = -22 | -4x
-y = -22 -4x |:(-1 )
y = 22 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = 8 (I) +y = ( 22 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 22 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -1 · ( 22 +4x ) = 8
-x -22 -4x = 8
-5x -22 = 8 | +22
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 +4( -6 )

= 22 -24

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 198 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 172 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:

6x +9y = 198 (I) 4x +8y = 172 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 198
9y +6x = 198 | -6x
9y = 198 -6x |:9
y = 22 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 - 2 3 x ) (I) 4x +8y = 172 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 8 · ( 22 - 2 3 x ) = 172
4x +176 - 16 3 x = 172
- 4 3 x +176 = 172 |⋅ 3
3( - 4 3 x +176 ) = 516
-4x +528 = 516 | -528
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 - 2 3 3

= 22 -2

= 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