Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-23 +2y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-23 +2y = -4
-6 +2y = -4
2y -6 = -4 | +6
2y = 2 |:2
y = 1

Die Lösung ist somit: (3|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-3)
denn 3⋅3 +2( - 3 ) = 9 -6 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-6)
denn 3⋅5 +2( - 6 ) = 15 -12 = 3

Oder : (1|0)
denn 3⋅1 +20 = 3 +0 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -12 (I) -x = -4 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -12 (I) -x = -4 (II)

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

-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = -12 (I) x = 4 (II)

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

3 · 4 -4y = -12
12 -4y = -12
-4y +12 = -12 | -12
-4y = -24 |:(-4 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 7 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 7 +3y ) +2y = -7
-21 -9y +2y = -7
-7y -21 = -7 | +21
-7y = 14 |:(-7 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 +3( -2 )

= 7 -6

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 8 (I) x -4y = 4 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 8 (I) x -4y = 4 (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 = 4 | +4y
x = 4 +4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 8 (I) x = ( 4 +4y ) (II)

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

2 · ( 4 +4y ) +3y = 8
8 +8y +3y = 8
11y +8 = 8 | -8
11y = 0 |:11
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +40

= 4 +0

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -11 (I) 1 3 x - 1 5 y = 1 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -11 (I) 1 3 x - 1 5 y = 1 (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:

-x - y = -11
-y - x = -11 | + x
-y = -11 + x |:(-1 )
y = 11 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 - x ) (I) 1 3 x - 1 5 y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 3 x - 1 5 · ( 11 - x ) = 1
1 3 x - 11 5 + 1 5 x = 1
8 15 x - 11 5 = 1 |⋅ 15
15( 8 15 x - 11 5 ) = 15
8x -33 = 15 | +33
8x = 48 |:8
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 - 6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 -5y = ?

2x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

4x -5y = -4 -10 = -14

2x -1y = -2 -2 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = -14

2x -1y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x +2y = -6 (I) 4x -y = 3 (II)

Lösung einblenden
-8x +2y = -6 (I) 4x -y = 3 (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 = 3
-y +4x = 3 | -4x
-y = 3 -4x |:(-1 )
y = -3 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-8x +2y = -6 (I) +y = ( -3 +4x ) (II)

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

-8x + 2 · ( -3 +4x ) = -6
-8x -6 +8x = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 87 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 153 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:

3x +3y = 87 (I) 7x +5y = 153 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 87
3y +3x = 87 | -3x
3y = 87 -3x |:3
y = 29 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 29 - x ) (I) 7x +5y = 153 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 29 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 5 · ( 29 - x ) = 153
7x +145 -5x = 153
2x +145 = 153 | -145
2x = 8 |:2
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 - 4

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (4|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25