Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2x + 4 = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (0|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = -10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-2)
denn 2⋅( - 4 ) +1( - 2 ) = -8 -2 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-4)
denn 2⋅( - 3 ) +1( - 4 ) = -6 -4 = -10

Oder : (-5|0)
denn 2⋅( - 5 ) +10 = -10 +0 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 14 (I) -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 14 (I) -3y = -9 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

2x +2y = 14 (I) +y = 3 (II)

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

2x + 2 · 3 = 14
2x +6 = 14 | -6
2x = 8 |:2
x = 4

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: (4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -21 (I) x -3y = -17 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -21 (I) x -3y = -17 (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 = -17 | +3y
x = -17 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -21 (I) x = ( -17 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -17 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -17 +3y ) -4y = -21
-17 +3y -4y = -21
-y -17 = -21 | +17
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 +34

= -17 +12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 13 (I) -x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 13 (I) -x +2y = 7 (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 +2y = 7 | -2y
-x = 7 -2y |:(-1 )
x = -7 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 13 (I) x = ( -7 +2y ) (II)

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

1 · ( -7 +2y ) +3y = 13
-7 +2y +3y = 13
5y -7 = 13 | +7
5y = 20 |:5
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +24

= -7 +8

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x + 1 3 y = 17 6 (I) 1 2 x -2y = -11 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x + 1 3 y = 17 6 (I) 1 2 x -2y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 4 x + 1 3 y = 17 6
1 3 y - 1 4 x = 17 6 |⋅ 12
12( 1 3 y - 1 4 x) = 34
4y -3x = 34 | +3x
4y = 34 +3x |:4
y = 17 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 2 + 3 4 x ) (I) 1 2 x -2y = -11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x -2 · ( 17 2 + 3 4 x ) = -11
1 2 x -17 - 3 2 x = -11
-x -17 = -11 | +17
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 2 + 3 4 ( -6 )

= 17 2 - 9 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-5x -1y = ?

-7x -3y = ?

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

-5x -1y = 15 +3 = 18

-7x -3y = 21 +9 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -1y = 18

-7x -3y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 1 · ( -9 -2x ) = -3
-x -9 -2x = -3
-3x -9 = -3 | +9
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -2( -2 )

= -9 +4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 38 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 42 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 +2y = 38 (I) 6x +2y = 42 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 38
2y +4x = 38 | -4x
2y = 38 -4x |:2
y = 19 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 -2x ) (I) 6x +2y = 42 (II)

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

6x + 2 · ( 19 -2x ) = 42
6x +38 -4x = 42
2x +38 = 42 | -38
2x = 4 |:2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 -22

= 19 -4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (2|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15