Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

5x - 0 = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x - 0 = -5
5x = -5 |:5
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-4)
denn -4⋅1 +1( - 4 ) = -4 -4 = -8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|0)
denn -4⋅2 +10 = -8 +0 = -8

Oder : (0|-8)
denn -4⋅0 +1( - 8 ) = 0 -8 = -8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 1


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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -3y = -2 (I) x -4y = 6 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -2 (I) x -4y = 6 (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 = 6 | +4y
x = 6 +4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = -2 (I) x = ( 6 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 6 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 6 +4y ) -3y = -2
24 +16y -3y = -2
13y +24 = -2 | -24
13y = -26 |:13
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +4( -2 )

= 6 -8

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 14 (I) -2x -5y = -31 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 14 (I) -2x -5y = -31 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 14
4y -2x = 14 | +2x
4y = 14 +2x |:4
y = 7 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 1 2 x ) (I) -2x -5y = -31 (II)

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

-2x -5 · ( 7 2 + 1 2 x ) = -31
-2x - 35 2 - 5 2 x = -31
- 9 2 x - 35 2 = -31 |⋅ 2
2( - 9 2 x - 35 2 ) = -62
-9x -35 = -62 | +35
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 1 2 3

= 7 2 + 3 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +1 = x +2( 1 +2y) (I)
2x -5y = 2( 11 - y) (II)

Lösung einblenden

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

-2x +1 = x +2( 1 +2y) (I)
2x -5y = 2( 11 - y) (II)
-2x +1 = x +2 +4y | -1 - x -4y (I)
2x -5y = 22 -2y | + 2y (II)
-3x -4y = 1 (I) 2x -3y = 22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -4y = 1
-4y -3x = 1 | +3x
-4y = 1 +3x |:(-4 )
y = - 1 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 4 - 3 4 x ) (I) 2x -3y = 22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 1 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( - 1 4 - 3 4 x ) = 22
2x + 3 4 + 9 4 x = 22
17 4 x + 3 4 = 22 |⋅ 4
4( 17 4 x + 3 4 ) = 88
17x +3 = 88 | -3
17x = 85 |:17
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 4 - 3 4 5

= - 1 4 - 15 4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

5x +2y = ?

1x +1y = ?

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

5x +2y = 10 +4 = 14

1x +1y = 2 +2 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = 14

1x +1y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +2y = -8 (I) x -5y = 7 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = -8 (I) x -5y = 7 (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 -5y = 7 | +5y
x = 7 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = -8 (I) x = ( 7 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 7 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 7 +5y ) +2y = -8
-21 -15y +2y = -8
-13y -21 = -8 | +21
-13y = 13 |:(-13 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 +5( -1 )

= 7 -5

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 194 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 136 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:

9x +7y = 194 (I) 6x +5y = 136 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +7y = 194
7y +9x = 194 | -9x
7y = 194 -9x |:7
y = 194 7 - 9 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 194 7 - 9 7 x ) (I) 6x +5y = 136 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 194 7 - 9 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 5 · ( 194 7 - 9 7 x ) = 136
6x + 970 7 - 45 7 x = 136
- 3 7 x + 970 7 = 136 |⋅ 7
7( - 3 7 x + 970 7 ) = 952
-3x +970 = 952 | -970
-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 194 7 - 9 7 6

= 194 7 - 54 7

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (6|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20