Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -16 .

Bestimme y so, dass (4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 4 in die Gleichung ein und erhält:

-44 + y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-44 + y = -16
-16 + y = -16
y -16 = -16 | +16
y = 0

Die Lösung ist somit: (4|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-5)
denn 1⋅3 +3( - 5 ) = 3 -15 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-6)
denn 1⋅6 +3( - 6 ) = 6 -18 = -12

Oder : (0|-4)
denn 1⋅0 +3( - 4 ) = 0 -12 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = -9 (I) -x -2y = -12 (II)

Lösung einblenden
-3y = -9 (I) -x -2y = -12 (II)

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

-3y = -9 |:(-3 )
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · 3 = -12
-x -6 = -12 | +6
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 16 (I) -2x +y = -12 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 16 (I) -2x +y = -12 (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 = -12
y -2x = -12 | +2x
y = -12 +2x

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = 16 (I) +y = ( -12 +2x ) (II)

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

x -3 · ( -12 +2x ) = 16
x +36 -6x = 16
-5x +36 = 16 | -36
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +24

= -12 +8

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -9 (I) 5x +3y = 19 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -9 (I) 5x +3y = 19 (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 = -9 | -2y
-x = -9 -2y |:(-1 )
x = 9 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 +2y ) (I) 5x +3y = 19 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 9 +2y ) +3y = 19
45 +10y +3y = 19
13y +45 = 19 | -45
13y = -26 |:13
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 +2( -2 )

= 9 -4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 0 (I) - 2 3 x - 2 5 y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 0 (I) - 2 3 x - 2 5 y = 0 (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:

3x - y = 0
-y +3x = 0 | -3x
-y = -3x |:(-1 )
y = 3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = 3 x (I) - 2 3 x - 2 5 y = 0 (II)

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

- 2 3 x - 2 5 · 3x = 0
- 2 3 x - 6 5 x = 0
- 28 15 x = 0 |⋅ 15
-28x = 0 |:(-28 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3( 0 )

= 0

also

y = -0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 5 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 -4y = ?

-3x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -4y = 1 -20 = -19

-3x -11y = 3 -55 = -52

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = -19

-3x -11y = -52

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

8x -4 · ( 2 +2x ) = -5
8x -8 -8x = -5
-8 = -5 | +8
0 = 3

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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 158 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 78 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 +7y = 158 (I) 6x +3y = 78 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 158
7y +6x = 158 | -6x
7y = 158 -6x |:7
y = 158 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 158 7 - 6 7 x ) (I) 6x +3y = 78 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 158 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 3 · ( 158 7 - 6 7 x ) = 78
6x + 474 7 - 18 7 x = 78
24 7 x + 474 7 = 78 |⋅ 7
7( 24 7 x + 474 7 ) = 546
24x +474 = 546 | -474
24x = 72 |:24
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 158 7 - 6 7 3

= 158 7 - 18 7

= 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