Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = 30 .

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( -3 ) +3y = 30

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -3 ) +3y = 30
9 +3y = 30
3y +9 = 30 | -9
3y = 21 |:3
y = 7

Die Lösung ist somit: (-3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -5y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|6)
denn -2⋅( - 6 ) -56 = 12 -30 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-11|8)
denn -2⋅( - 11 ) -58 = 22 -40 = -18

Oder : (-1|4)
denn -2⋅( - 1 ) -54 = 2 -20 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2x = -4 |:2
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -2 +4y ) +2y = -8
4 -8y +2y = -8
-6y +4 = -8 | -4
-6y = -12 |:(-6 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 +42

= -2 +8

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -5y = -28 (I) -3x +y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x -5y = -28 (I) -3x +y = 8 (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:

-3x + y = 8
y -3x = 8 | +3x
y = 8 +3x

Als neues LGS erhält man so:

3x -5y = -28 (I) +y = ( 8 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 8 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( 8 +3x ) = -28
3x -40 -15x = -28
-12x -40 = -28 | +40
-12x = 12 |:(-12 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +3( -1 )

= 8 -3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x - 1 3 y = 1 2 (I) -2x - 2 3 y = 10 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x - 1 3 y = 1 2 (I) -2x - 2 3 y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 2 - 3 4 x ) (I) -2x - 2 3 y = 10 (II)

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

-2x - 2 3 · ( - 3 2 - 3 4 x ) = 10
-2x +1 + 1 2 x = 10
- 3 2 x +1 = 10 |⋅ 2
2( - 3 2 x +1 ) = 20
-3x +2 = 20 | -2
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 3 2 - 3 4 ( -6 )

= - 3 2 + 9 2

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-3x +2y = ?

-2x -1y = ?

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

-3x +2y = -6 -10 = -16

-2x -1y = -4 +5 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +2y = -16

-2x -1y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +3y = -6 (I) 3x -5y = 18 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = -6 (I) 3x -5y = 18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = -6
3y +3x = -6 | -3x
3y = -6 -3x |:3
y = -2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 - x ) (I) 3x -5y = 18 (II)

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

3x -5 · ( -2 - x ) = 18
3x +10 +5x = 18
8x +10 = 18 | -10
8x = 8 |:8
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 1

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 380 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 92 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:

5x +9y = 380 (I) 3x +2y = 92 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +9y = 380
9y +5x = 380 | -5x
9y = 380 -5x |:9
y = 380 9 - 5 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 380 9 - 5 9 x ) (I) 3x +2y = 92 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 380 9 - 5 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 380 9 - 5 9 x ) = 92
3x + 760 9 - 10 9 x = 92
17 9 x + 760 9 = 92 |⋅ 9
9( 17 9 x + 760 9 ) = 828
17x +760 = 828 | -760
17x = 68 |:17
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 380 9 - 5 9 4

= 380 9 - 20 9

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40