Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = 21 .

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 = 21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3 -3y = 21
3 -3y = 21
-3y +3 = 21 | -3
-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -4y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-6)
denn -4⋅6 -4( - 6 ) = -24 +24 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-2)
denn -4⋅2 -4( - 2 ) = -8 +8 = 0

Oder : (10|-10)
denn -4⋅10 -4( - 10 ) = -40 +40 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = 6 (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:

-3 · ( -5 ) +3y = 6
15 +3y = 6
3y +15 = 6 | -15
3y = -9 |:3
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 +4y = 3 (I) -x +3y = 11 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 3 (I) -x +3y = 11 (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 = 11 | -3y
-x = 11 -3y |:(-1 )
x = -11 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -11 +3y ) +4y = 3
-11 +3y +4y = 3
7y -11 = 3 | +11
7y = 14 |:7
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 +32

= -11 +6

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -7 (I) 4x -5y = 7 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -7 (I) 4x -5y = 7 (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 = -7 | -3y
-x = -7 -3y |:(-1 )
x = 7 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 +3y ) (I) 4x -5y = 7 (II)

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

4 · ( 7 +3y ) -5y = 7
28 +12y -5y = 7
7y +28 = 7 | -28
7y = -21 |:7
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 +3( -3 )

= 7 -9

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

10 + y = -4x -5 (I)
10x - y = 5x -12 (II)

Lösung einblenden

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

10 + y = -4x -5 | -10 +4x (I)
10x - y = 5x -12 | -5x (II)
4x +y = -15 (I) 5x -y = -12 (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:

5x - y = -12
-y +5x = -12 | -5x
-y = -12 -5x |:(-1 )
y = 12 +5x

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -15 (I) +y = ( 12 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 12 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 1 · ( 12 +5x ) = -15
4x +12 +5x = -15
9x +12 = -15 | -12
9x = -27 |:9
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 +5( -3 )

= 12 -15

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

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.:

-3x +5y = ?

-4x +5y = ?

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

-3x +5y = 15 +10 = 25

-4x +5y = 20 +10 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +5y = 25

-4x +5y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -2y = -16 (I) -2x -2y = 8 (II)

Lösung einblenden
4x -2y = -16 (I) -2x -2y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = -16
-2y +4x = -16 | -4x
-2y = -16 -4x |:(-2 )
y = 8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 8 +2x ) = 8
-2x -16 -4x = 8
-6x -16 = 8 | +16
-6x = 24 |:(-6 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +2( -4 )

= 8 -8

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 196 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 402 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:

6x +4y = 196 (I) 7x +9y = 402 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +4y = 196
4y +6x = 196 | -6x
4y = 196 -6x |:4
y = 49 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 49 - 3 2 x ) (I) 7x +9y = 402 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 49 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 49 - 3 2 x ) = 402
7x +441 - 27 2 x = 402
- 13 2 x +441 = 402 |⋅ 2
2( - 13 2 x +441 ) = 804
-13x +882 = 804 | -882
-13x = -78 |:(-13 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 49 - 3 2 6

= 49 -9

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (6|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40