Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +5y = -22 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

( -7 ) +5y = -22

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -7 ) +5y = -22
-7 +5y = -22
5y -7 = -22 | +7
5y = -15 |:5
y = -3

Die Lösung ist somit: (-7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-3)
denn -1⋅( - 3 ) +3( - 3 ) = 3 -9 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-2)
denn -1⋅0 +3( - 2 ) = 0 -6 = -6

Oder : (-6|-4)
denn -1⋅( - 6 ) +3( - 4 ) = 6 -12 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = -19 (I) -4y = -4 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = -19 (I) -4y = -4 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

-3x -4y = -19 (I) +y = 1 (II)

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

-3x -4 · 1 = -19
-3x -4 = -19 | +4
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = 6 (I) x = ( 2 -4y ) (II)

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

-4 · ( 2 -4y ) -2y = 6
-8 +16y -2y = 6
14y -8 = 6 | +8
14y = 14 |:14
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -41

= 2 -4

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 10 (I) -4x +y = -20 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 10 (I) -4x +y = -20 (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:

-4x + y = -20
y -4x = -20 | +4x
y = -20 +4x

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 10 (I) +y = ( -20 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -20 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -20 +4x ) = 10
3x +40 -8x = 10
-5x +40 = 10 | -40
-5x = -30 |:(-5 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 +46

= -20 +24

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 4 x + 1 4 y = 1 (I) x -2y = -8 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

1 4 x + 1 4 y = 1 (I) x = ( -8 +2y ) (II)

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

1 4 · ( -8 +2y ) + 1 4 y = 1
-2 + 1 2 y + 1 4 y = 1
3 4 y -2 = 1 |⋅ 4
4( 3 4 y -2 ) = 4
3y -8 = 4 | +8
3y = 12 |:3
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +24

= -8 +8

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = 1 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 -1y = ?

2x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-1x -1y = 2 -1 = 1

2x +4y = -4 +4 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = 1

2x +4y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = -2
-2y +4x = -2 | -4x
-2y = -2 -4x |:(-2 )
y = 1 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 +2x ) (I) -12x +6y = 4 (II)

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

-12x + 6 · ( 1 +2x ) = 4
-12x +6 +12x = 4
6 = 4 | -6
0 = -2

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 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 96 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 46 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 +4y = 96 (I) 4x +2y = 46 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +4y = 96
4y +9x = 96 | -9x
4y = 96 -9x |:4
y = 24 - 9 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 24 - 9 4 x ) (I) 4x +2y = 46 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 24 - 9 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 24 - 9 4 x ) = 46
4x +48 - 9 2 x = 46
- 1 2 x +48 = 46 |⋅ 2
2( - 1 2 x +48 ) = 92
-x +96 = 92 | -96
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 - 9 4 4

= 24 -9

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (4|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15