Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = 8 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

6 - y = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

6 - y = 8
6 - y = 8
-y +6 = 8 | -6
-y = 2 |:(-1 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (6|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = -17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|7)
denn 2⋅( - 5 ) -17 = -10 -7 = -17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|5)
denn 2⋅( - 6 ) -15 = -12 -5 = -17

Oder : (-4|9)
denn 2⋅( - 4 ) -19 = -8 -9 = -17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 30 (I) -4x = 20 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 30 (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:

-2x +4y = 30 (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:

-2 · ( -5 ) +4y = 30
10 +4y = 30
4y +10 = 30 | -10
4y = 20 |:4
y = 5

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|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 12 -4y ) +3y = -2
-24 +8y +3y = -2
11y -24 = -2 | +24
11y = 22 |:11
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -42

= 12 -8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = 8 (I) -4x -3y = -38 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = 8 (I) -4x -3y = -38 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = 8
3y -2x = 8 | +2x
3y = 8 +2x |:3
y = 8 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 3 + 2 3 x ) (I) -4x -3y = -38 (II)

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

-4x -3 · ( 8 3 + 2 3 x ) = -38
-4x -8 -2x = -38
-6x -8 = -38 | +8
-6x = -30 |:(-6 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 3 + 2 3 5

= 8 3 + 10 3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x + y = -2( 4 + y) (I)
3x +14 +5y = 0 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

2x + y = -2( 4 + y) (I)
3x +14 +5y = 0 (II)
2x + y = -8 -2y | + 2y (I)
3x +14 +5y = 0 | -14 (II)
2x +3y = -8 (I) 3x +5y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = -8
3y +2x = -8 | -2x
3y = -8 -2x |:3
y = - 8 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 8 3 - 2 3 x ) (I) 3x +5y = -14 (II)

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

3x + 5 · ( - 8 3 - 2 3 x ) = -14
3x - 40 3 - 10 3 x = -14
- 1 3 x - 40 3 = -14 |⋅ 3
3( - 1 3 x - 40 3 ) = -42
-x -40 = -42 | +40
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 8 3 - 2 3 2

= - 8 3 - 4 3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

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.:

-3x +2y = ?

1x -2y = ?

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

-3x +2y = -3 +10 = 7

1x -2y = 1 -10 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +2y = 7

1x -2y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -4y = 29 (I) -3x +2y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 29 (I) -3x +2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -4y = 29
-4y -3x = 29 | +3x
-4y = 29 +3x |:(-4 )
y = - 29 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 29 4 - 3 4 x ) (I) -3x +2y = -1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 29 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 2 · ( - 29 4 - 3 4 x ) = -1
-3x - 29 2 - 3 2 x = -1
- 9 2 x - 29 2 = -1 |⋅ 2
2( - 9 2 x - 29 2 ) = -2
-9x -29 = -2 | +29
-9x = 27 |:(-9 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 29 4 - 3 4 ( -3 )

= - 29 4 + 9 4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 194 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 98 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:

7x +6y = 194 (I) 4x +3y = 98 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +6y = 194
6y +7x = 194 | -7x
6y = 194 -7x |:6
y = 97 3 - 7 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 97 3 - 7 6 x ) (I) 4x +3y = 98 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 97 3 - 7 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( 97 3 - 7 6 x ) = 98
4x +97 - 7 2 x = 98
1 2 x +97 = 98 |⋅ 2
2( 1 2 x +97 ) = 196
x +194 = 196 | -194
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 97 3 - 7 6 2

= 97 3 - 7 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (2|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30