Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -15 .

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

Lösung einblenden

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

-53 +3y = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-53 +3y = -15
-15 +3y = -15
3y -15 = -15 | +15
3y = 0 |:3
y = 0

Die Lösung ist somit: (3|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-1)
denn -1⋅( - 5 ) -4( - 1 ) = 5 +4 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|0)
denn -1⋅( - 9 ) -40 = 9 +0 = 9

Oder : (-1|-2)
denn -1⋅( - 1 ) -4( - 2 ) = 1 +8 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 16 (I) 2x = 10 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 16 (I) 2x = 10 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = 10 |:2
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = 16 (I) x = 5 (II)

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

3 · 5 - y = 16
15 - y = 16
-y +15 = 16 | -15
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = -2 (I) x -3y = 23 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -2 (I) x -3y = 23 (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 -3y = 23 | +3y
x = 23 +3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -2 (I) x = ( 23 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 23 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 23 +3y ) +2y = -2
46 +6y +2y = -2
8y +46 = -2 | -46
8y = -48 |:8
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 23 +3( -6 )

= 23 -18

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
5x +2y = -5 (I) 3x -4y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -4 · ( - 5 2 - 5 2 x ) = -3
3x +10 +10x = -3
13x +10 = -3 | -10
13x = -13 |:13
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 2 - 5 2 ( -1 )

= - 5 2 + 5 2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 3 x + 1 2 y = 2 (I) - 1 2 x - 2 5 y = - 9 10 (II)

Lösung einblenden
1 3 x + 1 2 y = 2 (I) - 1 2 x - 2 5 y = - 9 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 3 x + 1 2 y = 2
1 2 y + 1 3 x = 2 |⋅ 6
6( 1 2 y + 1 3 x) = 12
3y +2x = 12 | -2x
3y = 12 -2x |:3
y = 4 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 - 2 3 x ) (I) - 1 2 x - 2 5 y = - 9 10 (II)

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

- 1 2 x - 2 5 · ( 4 - 2 3 x ) = - 9 10
- 1 2 x - 8 5 + 4 15 x = - 9 10
- 7 30 x - 8 5 = - 9 10 |⋅ 30
30( - 7 30 x - 8 5 ) = -27
-7x -48 = -27 | +48
-7x = 21 |:(-7 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 2 3 ( -3 )

= 4 +2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

4x +3y = ?

2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

4x +3y = -12 +6 = -6

2x +1y = -6 +2 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +3y = -6

2x +1y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +2y = 20 (I) 4x -3y = 30 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 20 (I) 4x -3y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 20
2y +4x = 20 | -4x
2y = 20 -4x |:2
y = 10 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 -2x ) (I) 4x -3y = 30 (II)

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

4x -3 · ( 10 -2x ) = 30
4x -30 +6x = 30
10x -30 = 30 | +30
10x = 60 |:10
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -26

= 10 -12

= -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 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 72 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 61 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 +4y = 72 (I) 8x +3y = 61 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +4y = 72
4y +6x = 72 | -6x
4y = 72 -6x |:4
y = 18 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 - 3 2 x ) (I) 8x +3y = 61 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 18 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 3 · ( 18 - 3 2 x ) = 61
8x +54 - 9 2 x = 61
7 2 x +54 = 61 |⋅ 2
2( 7 2 x +54 ) = 122
7x +108 = 122 | -108
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 - 3 2 2

= 18 -3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (2|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15