Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-5 -3y = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn -1⋅6 -2( - 2 ) = -6 +4 = -2

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

Oder : (8|-3)
denn -1⋅8 -2( - 3 ) = -8 +6 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. 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:

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

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

2 · ( -4 ) -3y = -2
-8 -3y = -2
-3y -8 = -2 | +8
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = 5 (I) x +3y = 20 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 5 (I) x +3y = 20 (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 = 20 | -3y
x = 20 -3y

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = 5 (I) x = ( 20 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 20 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 20 -3y ) - y = 5
40 -6y - y = 5
-7y +40 = 5 | -40
-7y = -35 |:(-7 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -35

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +5y = 8 (I) 3x -2y = -7 (II)

Lösung einblenden
2x +5y = 8 (I) 3x -2y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 8
5y +2x = 8 | -2x
5y = 8 -2x |:5
y = 8 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 5 - 2 5 x ) (I) 3x -2y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( 8 5 - 2 5 x ) = -7
3x - 16 5 + 4 5 x = -7
19 5 x - 16 5 = -7 |⋅ 5
5( 19 5 x - 16 5 ) = -35
19x -16 = -35 | +16
19x = -19 |:19
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 5 - 2 5 ( -1 )

= 8 5 + 2 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 2 x +3y = - 3 2 (I) -x - 3 2 y = 0 (II)

Lösung einblenden
3 2 x +3y = - 3 2 (I) -x - 3 2 y = 0 (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 - 3 2 y = 0 |⋅ 2
2( -x - 3 2 y) = 0
-2x -3y = 0 | +3y
-2x = 3y |:(-2 )
x = - 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 2 · ( - 3 2 y ) +3y = - 3 2
- 9 4 y +3y = - 3 2
3 4 y = - 3 2 |⋅ 4
3y = -6 |:3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 3 2 ( -2 )

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-1x +5y = ?

-3x +16y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-1x +5y = -4 +10 = 6

-3x +16y = -12 +32 = 20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = 6

-3x +16y = 20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x +3y = -6 (I) 4x -y = 2 (II)

Lösung einblenden
-12x +3y = -6 (I) 4x -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:

4x - y = 2
-y +4x = 2 | -4x
-y = 2 -4x |:(-1 )
y = -2 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-12x +3y = -6 (I) +y = ( -2 +4x ) (II)

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

-12x + 3 · ( -2 +4x ) = -6
-12x -6 +12x = -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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 80 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 170 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:

8x +2y = 80 (I) 6x +7y = 170 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +2y = 80
2y +8x = 80 | -8x
2y = 80 -8x |:2
y = 40 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 40 -4x ) (I) 6x +7y = 170 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 40 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 7 · ( 40 -4x ) = 170
6x +280 -28x = 170
-22x +280 = 170 | -280
-22x = -110 |:(-22 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 40 -45

= 40 -20

= 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