Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 4 in die Gleichung ein und erhält:

-24 +3y = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-24 +3y = -17
-8 +3y = -17
3y -8 = -17 | +8
3y = -9 |:3
y = -3

Die Lösung ist somit: (4|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -27 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|1)
denn 5⋅( - 6 ) +31 = -30 +3 = -27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-4)
denn 5⋅( - 3 ) +3( - 4 ) = -15 -12 = -27

Oder : (-9|6)
denn 5⋅( - 9 ) +36 = -45 +18 = -27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 18 (I) -x -4y = -29 (II)

Lösung einblenden
+3y = 18 (I) -x -4y = -29 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

3y = 18 |:3
y = 6

Als neues LGS erhält man so:

+y = 6 (I) -x -4y = -29 (II)

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

-x -4 · 6 = -29
-x -24 = -29 | +24
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = 3 (I) -2x -4y = -16 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -3y = 3 | +3y
x = 3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( 3 +3y ) -4y = -16
-6 -6y -4y = -16
-10y -6 = -16 | +6
-10y = -10 |:(-10 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 +31

= 3 +3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = -33 (I) -4x -3y = 23 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = -33 (I) -4x -3y = 23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = -33
5y +4x = -33 | -4x
5y = -33 -4x |:5
y = - 33 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 33 5 - 4 5 x ) (I) -4x -3y = 23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 33 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( - 33 5 - 4 5 x ) = 23
-4x + 99 5 + 12 5 x = 23
- 8 5 x + 99 5 = 23 |⋅ 5
5( - 8 5 x + 99 5 ) = 115
-8x +99 = 115 | -99
-8x = 16 |:(-8 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 33 5 - 4 5 ( -2 )

= - 33 5 + 8 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

x = 4x +3y | -4x -3y (I)
-x +4y = -5 (II)
-3x -3y = 0 (I) -x +4y = -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 +4y = -5 | -4y
-x = -5 -4y |:(-1 )
x = 5 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = 0 (I) x = ( 5 +4y ) (II)

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

-3 · ( 5 +4y ) -3y = 0
-15 -12y -3y = 0
-15y -15 = 0 | +15
-15y = 15 |:(-15 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +4( -1 )

= 5 -4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

3x -4y = ?

2x -1y = ?

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

3x -4y = -15 +20 = 5

2x -1y = -10 +5 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -4y = 5

2x -1y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 4 · ( 2 +2x ) = 3
-3x +8 +8x = 3
5x +8 = 3 | -8
5x = -5 |:5
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +2( -1 )

= 2 -2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 192 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 198 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:

2x +9y = 192 (I) 3x +9y = 198 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +9y = 192
9y +2x = 192 | -2x
9y = 192 -2x |:9
y = 64 3 - 2 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 64 3 - 2 9 x ) (I) 3x +9y = 198 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 64 3 - 2 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 9 · ( 64 3 - 2 9 x ) = 198
3x +192 -2x = 198
x +192 = 198 | -192
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 64 3 - 2 9 6

= 64 3 - 4 3

= 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