Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

22 -2y = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

22 -2y = -2
4 -2y = -2
-2y +4 = -2 | -4
-2y = -6 |:(-2 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (2|3)

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: (1|2)
denn 1⋅1 +42 = 1 +8 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|1)
denn 1⋅5 +41 = 5 +4 = 9

Oder : (-3|3)
denn 1⋅( - 3 ) +43 = -3 +12 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = -28 (I) +2y = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -28 (I) +2y = -10 (II)

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

2y = -10 |:2
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = -28 (I) +y = -5 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 8 (I) 4x +3y = 27 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 8 (I) 4x +3y = 27 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -2y ) (I) 4x +3y = 27 (II)

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

4 · ( 8 -2y ) +3y = 27
32 -8y +3y = 27
-5y +32 = 27 | -32
-5y = -5 |:(-5 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -21

= 8 -2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = -13 (I) -5x -3y = -25 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = -13 (I) -5x -3y = -25 (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:

-4x - y = -13
-y -4x = -13 | +4x
-y = -13 +4x |:(-1 )
y = 13 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 -4x ) (I) -5x -3y = -25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -3 · ( 13 -4x ) = -25
-5x -39 +12x = -25
7x -39 = -25 | +39
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 -42

= 13 -8

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
- 2 3 x -y = 10 3 (I) 2 5 x +2y = -2 (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:

- 2 3 x - y = 10 3
-y - 2 3 x = 10 3 |⋅ 3
3( -y - 2 3 x) = 10
-3y -2x = 10 | +2x
-3y = 10 +2x |:(-3 )
y = - 10 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 10 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 5 x + 2 · ( - 10 3 - 2 3 x ) = -2
2 5 x - 20 3 - 4 3 x = -2
- 14 15 x - 20 3 = -2 |⋅ 15
15( - 14 15 x - 20 3 ) = -30
-14x -100 = -30 | +100
-14x = 70 |:(-14 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 10 3 - 2 3 ( -5 )

= - 10 3 + 10 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

2x -3y = ?

-2x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

2x -3y = 8 -9 = -1

-2x +6y = -8 +18 = 10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = -1

-2x +6y = 10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +2y = 27 (I) 5x +y = -19 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 27 (I) 5x +y = -19 (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:

5x + y = -19
y +5x = -19 | -5x
y = -19 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = 27 (I) +y = ( -19 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -19 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 2 · ( -19 -5x ) = 27
-3x -38 -10x = 27
-13x -38 = 27 | +38
-13x = 65 |:(-13 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -19 -5( -5 )

= -19 +25

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 198 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 112 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 +9y = 198 (I) 4x +5y = 112 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 198
9y +6x = 198 | -6x
9y = 198 -6x |:9
y = 22 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 - 2 3 x ) (I) 4x +5y = 112 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( 22 - 2 3 x ) = 112
4x +110 - 10 3 x = 112
2 3 x +110 = 112 |⋅ 3
3( 2 3 x +110 ) = 336
2x +330 = 336 | -330
2x = 6 |:2
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 - 2 3 3

= 22 -2

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20