Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 42 .

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

Lösung einblenden

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

-5x - ( -7 ) = 42

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - ( -7 ) = 42
-5x +7 = 42 | -7
-5x = 35 |:(-5 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-2)
denn 1⋅( - 4 ) -3⋅( - 2 ) = -4 +6 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-3)
denn 1⋅( - 7 ) -3⋅( - 3 ) = -7 +9 = 2

Oder : (-1|-1)
denn 1⋅( - 1 ) -3⋅( - 1 ) = -1 +3 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 16 (I) -x = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 16 (I) -x = 6 (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 = 6 |:(-1 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 16 (I) x = -6 (II)

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

-2 · ( -6 ) -4y = 16
12 -4y = 16
-4y +12 = 16 | -12
-4y = 4 |:(-4 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +2⋅( -2 )

= 1 -4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -4y = -23 (I) 5x +2y = -11 (II)

Lösung einblenden
5x -4y = -23 (I) 5x +2y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = -23
-4y +5x = -23 | -5x
-4y = -23 -5x |:(-4 )
y = 23 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 4 + 5 4 x ) (I) 5x +2y = -11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 2 · ( 23 4 + 5 4 x ) = -11
5x + 23 2 + 5 2 x = -11
15 2 x + 23 2 = -11 |⋅ 2
2( 15 2 x + 23 2 ) = -22
15x +23 = -22 | -23
15x = -45 |:15
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 4 + 5 4 ⋅( -3 )

= 23 4 - 15 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 3x +7 - y (I)
3 = 5x +2y (II)

Lösung einblenden

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

0 = 3x +7 - y | -3x + y (I)
3 = 5x +2y | -3 -5x -2y (II)
-3x +y = 7 (I) -5x -2y = -3 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-3x + y = 7
y -3x = 7 | +3x
y = 7 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 +3x ) (I) -5x -2y = -3 (II)

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

-5x -2 · ( 7 +3x ) = -3
-5x -14 -6x = -3
-11x -14 = -3 | +14
-11x = 11 |:(-11 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 +3⋅( -1 )

= 7 -3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 -4y = ?

2x -10y = ?

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

1x -4y = 1 +4 = 5

2x -10y = 2 +10 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = 5

2x -10y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x +8y = 7 (I) 2x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
-8x +8y = 7 (I) 2x -2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x +8y = 7
8y -8x = 7 | +8x
8y = 7 +8x |:8
y = 7 8 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 8 + x ) (I) 2x -2y = -1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 8 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( 7 8 + x ) = -1
2x - 7 4 -2x = -1
- 7 4 = -1 | + 7 4
0 = 3 4

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 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 132 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 66 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:

2x +8y = 132 (I) 6x +2y = 66 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +8y = 132
8y +2x = 132 | -2x
8y = 132 -2x |:8
y = 33 2 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 2 - 1 4 x ) (I) 6x +2y = 66 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 2 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 2 · ( 33 2 - 1 4 x ) = 66
6x +33 - 1 2 x = 66
11 2 x +33 = 66 |⋅ 2
2( 11 2 x +33 ) = 132
11x +66 = 132 | -66
11x = 66 |:11
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 2 - 1 4 ⋅6

= 33 2 - 3 2

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (6|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15