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: -x -3y = 24 .

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 ) -3y = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -3 ) -3y = 24
3 -3y = 24
-3y +3 = 24 | -3
-3y = 21 |:(-3 )
y = -7

Die Lösung ist somit: (-3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|4)
denn 4⋅3 +54 = 12 +20 = 32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|0)
denn 4⋅8 +50 = 32 +0 = 32

Oder : (-2|8)
denn 4⋅( - 2 ) +58 = -8 +40 = 32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = -8 (I) -4x = -20 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -8 (I) -4x = -20 (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 = -20 |:(-4 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · 5 +4y = -8
-20 +4y = -8
4y -20 = -8 | +20
4y = 12 |:4
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( 2 +3y ) +4y = -2
-4 -6y +4y = -2
-2y -4 = -2 | +4
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +3( -1 )

= 2 -3

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x -4y = -8 (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 |:(-1 )
y = 2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -8 (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:

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -20

= 2 +0

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -3y (I)
-36 = -5( x + y) -1 (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 = -3y (I)
-36 = -5( x + y) -1 (II)
-4x = -3y | + 3y (I)
-36 = -5x -1 -5y | + 36 +5x +5y (II)
-4x +3y = 0 (I) 5x +5y = 35 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = 0
3y -4x = 0 | +4x
3y = 4x |:3
y = 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = 4 3 x (I) 5x +5y = 35 (II)

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

5x + 5 · 4 3 x = 35
5x + 20 3 x = 35
35 3 x = 35 |⋅ 3
35x = 105 |:35
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 3 3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

-4x -3y = ?

-7x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-4x -3y = 20 -6 = 14

-7x -4y = 35 -8 = 27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = 14

-7x -4y = 27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
3x +y = 6 (I) 4x +2y = 12 (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 = 6
y +3x = 6 | -3x
y = 6 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 6 -3x ) = 12
4x +12 -6x = 12
-2x +12 = 12 | -12
-2x = 0 |:(-2 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 -3( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 102 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 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:

9x +3y = 102 (I) 5x +6y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +3y = 102
3y +9x = 102 | -9x
3y = 102 -9x |:3
y = 34 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 34 -3x ) (I) 5x +6y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 34 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 6 · ( 34 -3x ) = 165
5x +204 -18x = 165
-13x +204 = 165 | -204
-13x = -39 |:(-13 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 34 -33

= 34 -9

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (3|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25