Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -14 .

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

Lösung einblenden

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

-5x -2( -3 ) = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -2( -3 ) = -14
-5x +6 = -14 | -6
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +3y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|1)
denn -2⋅7 +31 = -14 +3 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|3)
denn -2⋅10 +33 = -20 +9 = -11

Oder : (4|-1)
denn -2⋅4 +3( - 1 ) = -8 -3 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 3 (I) -4x -y = 10 (II)

Lösung einblenden
-3x = 3 (I) -4x -y = 10 (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 = 3 |:(-3 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) -4x -y = 10 (II)

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

-4 · ( -1 ) - y = 10
4 - y = 10
-y +4 = 10 | -4
-y = 6 |:(-1 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -2y = -16 (I) x -4y = -25 (II)

Lösung einblenden
4x -2y = -16 (I) x -4y = -25 (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 = -25 | +4y
x = -25 +4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -2y = -16 (I) x = ( -25 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -25 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -25 +4y ) -2y = -16
-100 +16y -2y = -16
14y -100 = -16 | +100
14y = 84 |:14
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -25 +46

= -25 +24

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -16 (I) -4x -2y = 22 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -16 (I) -4x -2y = 22 (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 = -16
y +3x = -16 | -3x
y = -16 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -16 -3x ) (I) -4x -2y = 22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -16 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( -16 -3x ) = 22
-4x +32 +6x = 22
2x +32 = 22 | -32
2x = -10 |:2
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 -3( -5 )

= -16 +15

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 2 3 · ( 2 5 + 2 5 y ) +2y = -2
- 4 15 - 4 15 y +2y = -2
26 15 y - 4 15 = -2 |⋅ 15
15( 26 15 y - 4 15 ) = -30
26y -4 = -30 | +4
26y = -26 |:26
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 5 + 2 5 ( -1 )

= 2 5 - 2 5

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

-4x -5y = ?

-6x -7y = ?

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

-4x -5y = 16 -15 = 1

-6x -7y = 24 -21 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = 1

-6x -7y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

x + y = -1
y + x = -1 | - x
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -1 )

= -1 +1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 141 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 72 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 +7y = 141 (I) 7x +2y = 72 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 141
7y +6x = 141 | -6x
7y = 141 -6x |:7
y = 141 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 141 7 - 6 7 x ) (I) 7x +2y = 72 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 141 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 2 · ( 141 7 - 6 7 x ) = 72
7x + 282 7 - 12 7 x = 72
37 7 x + 282 7 = 72 |⋅ 7
7( 37 7 x + 282 7 ) = 504
37x +282 = 504 | -282
37x = 222 |:37
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 141 7 - 6 7 6

= 141 7 - 36 7

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (6|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15