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: 3x +3y = -27 .

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

Lösung einblenden

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

3( -3 ) +3y = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -3 ) +3y = -27
-9 +3y = -27
3y -9 = -27 | +9
3y = -18 |:3
y = -6

Die Lösung ist somit: (-3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-4)
denn 1⋅6 -4( - 4 ) = 6 +16 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-5)
denn 1⋅2 -4( - 5 ) = 2 +20 = 22

Oder : (10|-3)
denn 1⋅10 -4( - 3 ) = 10 +12 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x -y = 5 (I) 4x = 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:

4x = 4 |:4
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = 5 (I) x = 1 (II)

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

4 · 1 - y = 5
4 - y = 5
-y +4 = 5 | -4
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +y = 4 (I) -3x -4y = 9 (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 = 4
y +2x = 4 | -2x
y = 4 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -4 · ( 4 -2x ) = 9
-3x -16 +8x = 9
5x -16 = 9 | +16
5x = 25 |:5
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -25

= 4 -10

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +3y = 3 (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

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 3 (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:

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -42

= 5 -8

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -8 +5y (I)
4 = -2x - 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:

4x = -8 +5y | -5y (I)
4 = -2x - y | -4 +2x + y (II)
4x -5y = -8 (I) 2x +y = -4 (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:

2x + y = -4
y +2x = -4 | -2x
y = -4 -2x

Als neues LGS erhält man so:

4x -5y = -8 (I) +y = ( -4 -2x ) (II)

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

4x -5 · ( -4 -2x ) = -8
4x +20 +10x = -8
14x +20 = -8 | -20
14x = -28 |:14
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -2( -2 )

= -4 +4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-7x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -4y = -5 -16 = -21

-7x -4y = -7 -16 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -4y = -21

-7x -4y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x -12y = -11 (I) 3x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-12x -12y = -11 (I) 3x +3y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x -12y = -11
-12y -12x = -11 | +12x
-12y = -11 +12x |:(-12 )
y = 11 12 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 12 - x ) (I) 3x +3y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 12 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 11 12 - x ) = 3
3x + 11 4 -3x = 3
11 4 = 3 | - 11 4
0 = 1 4

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 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 80 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 165 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:

4x +3y = 80 (I) 9x +6y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +3y = 80
3y +4x = 80 | -4x
3y = 80 -4x |:3
y = 80 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 80 3 - 4 3 x ) (I) 9x +6y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 80 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 6 · ( 80 3 - 4 3 x ) = 165
9x +160 -8x = 165
x +160 = 165 | -160
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 80 3 - 4 3 5

= 80 3 - 20 3

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (5|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20