Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = 14 .

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-x +36 = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +36 = 14
-x +18 = 14 | -18
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = -17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-2)
denn -3⋅3 +4( - 2 ) = -9 -8 = -17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|1)
denn -3⋅7 +41 = -21 +4 = -17

Oder : (-1|-5)
denn -3⋅( - 1 ) +4( - 5 ) = 3 -20 = -17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -4


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

x + 2 · ( -4 ) = -14
x -8 = -14 | +8
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 16 (I) 4x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 16 (I) 4x +y = 10 (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 = 10
y +4x = 10 | -4x
y = 10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = 16 (I) +y = ( 10 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 10 -4x ) = 16
4x +20 -8x = 16
-4x +20 = 16 | -20
-4x = -4 |:(-4 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -41

= 10 -4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = -4 (I) 4x +2y = 20 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -4 (I) 4x +2y = 20 (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:

-5x + y = -4
y -5x = -4 | +5x
y = -4 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 +5x ) (I) 4x +2y = 20 (II)

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

4x + 2 · ( -4 +5x ) = 20
4x -8 +10x = 20
14x -8 = 20 | +8
14x = 28 |:14
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +52

= -4 +10

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x + 3 4 y = 15 (I) x + 1 2 y = 5 (II)

Lösung einblenden
3x + 3 4 y = 15 (I) x + 1 2 y = 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 + 1 2 y = 5 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 10
2x + y = 10 | - y
2x = 10 - y |:2
x = 5 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

3x + 3 4 y = 15 (I) x = ( 5 - 1 2 y ) (II)

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

3 · ( 5 - 1 2 y ) + 3 4 y = 15
15 - 3 2 y + 3 4 y = 15
- 3 4 y +15 = 15 |⋅ 4
4( - 3 4 y +15 ) = 60
-3y +60 = 60 | -60
-3y = 0 |:(-3 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 - 1 2 ( 0 )

= 5 +0

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

1x +5y = ?

-2x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = 2 -20 = -18

-2x -11y = -4 +44 = 40

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = -18

-2x -11y = 40

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = -7 (I) -5x -5y = -20 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -7 (I) -5x -5y = -20 (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:

-2x - y = -7
-y -2x = -7 | +2x
-y = -7 +2x |:(-1 )
y = 7 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 -2x ) (I) -5x -5y = -20 (II)

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

-5x -5 · ( 7 -2x ) = -20
-5x -35 +10x = -20
5x -35 = -20 | +35
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -23

= 7 -6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 269 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 225 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:

8x +7y = 269 (I) 5x +6y = 225 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +7y = 269
7y +8x = 269 | -8x
7y = 269 -8x |:7
y = 269 7 - 8 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 269 7 - 8 7 x ) (I) 5x +6y = 225 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 269 7 - 8 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 6 · ( 269 7 - 8 7 x ) = 225
5x + 1614 7 - 48 7 x = 225
- 13 7 x + 1614 7 = 225 |⋅ 7
7( - 13 7 x + 1614 7 ) = 1575
-13x +1614 = 1575 | -1614
-13x = -39 |:(-13 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 269 7 - 8 7 3

= 269 7 - 24 7

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (3|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35