Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +4y = 34 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

5x +41 = 34

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x +41 = 34
5x +4 = 34 | -4
5x = 30 |:5
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|3)
denn 1⋅3 +23 = 3 +6 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|2)
denn 1⋅5 +22 = 5 +4 = 9

Oder : (1|4)
denn 1⋅1 +24 = 1 +8 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -8 (I) -x +y = -9 (II)

Lösung einblenden
-2x = -8 (I) -x +y = -9 (II)

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

-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -x +y = -9 (II)

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

-1 · 4 + y = -9
-4 + y = -9
y -4 = -9 | +4
y = -5

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|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = -7 (I) x +3y = -14 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -7 (I) x +3y = -14 (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 = -14 | -3y
x = -14 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -7 (I) x = ( -14 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -14 -3y ) + y = -7
28 +6y + y = -7
7y +28 = -7 | -28
7y = -35 |:7
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 -3( -5 )

= -14 +15

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = -4 (I) -4x -5y = -7 (II)

Lösung einblenden
-2x -2y = -4 (I) -4x -5y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -2y = -4
-2y -2x = -4 | +2x
-2y = -4 +2x |:(-2 )
y = 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 - x ) (I) -4x -5y = -7 (II)

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

-4x -5 · ( 2 - x ) = -7
-4x -10 +5x = -7
x -10 = -7 | +10
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -53 = -5 -3y (I)
x +2 = 4( x +2 )+2y (II)

Lösung einblenden

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

-5x -53 = -5 -3y (I)
x +2 = 4( x +2 )+2y (II)
-5x -53 = -5 -3y | + 53 +3y (I)
x +2 = 4x +8 +2y | -2 -4x -2y (II)
-5x +3y = 48 (I) -3x -2y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = 48
3y -5x = 48 | +5x
3y = 48 +5x |:3
y = 16 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 + 5 3 x ) (I) -3x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( 16 + 5 3 x ) = 6
-3x -32 - 10 3 x = 6
- 19 3 x -32 = 6 |⋅ 3
3( - 19 3 x -32 ) = 18
-19x -96 = 18 | +96
-19x = 114 |:(-19 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 + 5 3 ( -6 )

= 16 -10

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = -1 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 -4y = ?

4x -4y = ?

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

5x -4y = 10 +4 = 14

4x -4y = 8 +4 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -4y = 14

4x -4y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 143 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 183 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 +4y = 143 (I) 8x +5y = 183 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 143
4y +3x = 143 | -3x
4y = 143 -3x |:4
y = 143 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 143 4 - 3 4 x ) (I) 8x +5y = 183 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 143 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 5 · ( 143 4 - 3 4 x ) = 183
8x + 715 4 - 15 4 x = 183
17 4 x + 715 4 = 183 |⋅ 4
4( 17 4 x + 715 4 ) = 732
17x +715 = 732 | -715
17x = 17 |:17
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 143 4 - 3 4 1

= 143 4 - 3 4

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (1|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35