Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -4 .

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-50 -2y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-50 -2y = -4
-2y = -4 |:(-2 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (0|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = -19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-6)
denn -5⋅( - 1 ) +4( - 6 ) = 5 -24 = -19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-1)
denn -5⋅3 +4( - 1 ) = -15 -4 = -19

Oder : (-5|-11)
denn -5⋅( - 5 ) +4( - 11 ) = 25 -44 = -19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 2


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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = 5 (I) -x +2y = 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 +2y = 11 | -2y
-x = 11 -2y |:(-1 )
x = -11 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -11 +2y ) +2y = 5
-11 +2y +2y = 5
4y -11 = 5 | +11
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 +24

= -11 +8

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = -14 (I) x -5y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = -14 (I) x -5y = 9 (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 -5y = 9 | +5y
x = 9 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = -14 (I) x = ( 9 +5y ) (II)

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

-3 · ( 9 +5y ) +2y = -14
-27 -15y +2y = -14
-13y -27 = -14 | +27
-13y = 13 |:(-13 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 +5( -1 )

= 9 -5

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +5y = -5x +28 + y (I)
3( 2x - y) -31 = 5x -8y (II)

Lösung einblenden

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

-x +5y = -5x +28 + y (I)
3( 2x - y) -31 = 5x -8y (II)
-x +5y = -5x +28 + y | + 5x - y (I)
6x -31 -3y = 5x -8y | + 31 -5x +8y (II)
4x +4y = 28 (I) x +5y = 31 (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 +5y = 31 | -5y
x = 31 -5y

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 28 (I) x = ( 31 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 31 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 31 -5y ) +4y = 28
124 -20y +4y = 28
-16y +124 = 28 | -124
-16y = -96 |:(-16 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 31 -56

= 31 -30

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-5x -1y = ?

-1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -1y = -15 -4 = -19

-1x -2y = -3 -8 = -11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -1y = -19

-1x -2y = -11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +2y = -2 (I) -6x -4y = 3 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = -2 (I) -6x -4y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = -2
2y +3x = -2 | -3x
2y = -2 -3x |:2
y = -1 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - 3 2 x ) (I) -6x -4y = 3 (II)

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

-6x -4 · ( -1 - 3 2 x ) = 3
-6x +4 +6x = 3
4 = 3 | -4
0 = -1

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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 230 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 347 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 +6y = 230 (I) 8x +9y = 347 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +6y = 230
6y +5x = 230 | -5x
6y = 230 -5x |:6
y = 115 3 - 5 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 115 3 - 5 6 x ) (I) 8x +9y = 347 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 115 3 - 5 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 9 · ( 115 3 - 5 6 x ) = 347
8x +345 - 15 2 x = 347
1 2 x +345 = 347 |⋅ 2
2( 1 2 x +345 ) = 694
x +690 = 694 | -690
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 115 3 - 5 6 4

= 115 3 - 10 3

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35