Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +2y = 18 .

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

Lösung einblenden

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

-x +26 = 18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +26 = 18
-x +12 = 18 | -12
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-5)
denn 2⋅7 -1( - 5 ) = 14 +5 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-7)
denn 2⋅6 -1( - 7 ) = 12 +7 = 19

Oder : (8|-3)
denn 2⋅8 -1( - 3 ) = 16 +3 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 1 (I) -2x -3y = 11 (II)

Lösung einblenden
-x = 1 (I) -2x -3y = 11 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

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

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) -2x -3y = 11 (II)

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

-2 · ( -1 ) -3y = 11
2 -3y = 11
-3y +2 = 11 | -2
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( 3 +2y ) + y = -6
12 +8y + y = -6
9y +12 = -6 | -12
9y = -18 |:9
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 +2( -2 )

= 3 -4

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +2y = -24 (I) 3x -5y = -33 (II)

Lösung einblenden
5x +2y = -24 (I) 3x -5y = -33 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = -24
2y +5x = -24 | -5x
2y = -24 -5x |:2
y = -12 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -12 - 5 2 x ) (I) 3x -5y = -33 (II)

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

3x -5 · ( -12 - 5 2 x ) = -33
3x +60 + 25 2 x = -33
31 2 x +60 = -33 |⋅ 2
2( 31 2 x +60 ) = -66
31x +120 = -66 | -120
31x = -186 |:31
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 - 5 2 ( -6 )

= -12 +15

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x - 2 3 y = 34 15 (I) x + 3 2 y = -7 (II)

Lösung einblenden
2 5 x - 2 3 y = 34 15 (I) x + 3 2 y = -7 (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 + 3 2 y = -7 |⋅ 2
2( x + 3 2 y) = -14
2x +3y = -14 | -3y
2x = -14 -3y |:2
x = -7 - 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

2 5 x - 2 3 y = 34 15 (I) x = ( -7 - 3 2 y ) (II)

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

2 5 · ( -7 - 3 2 y ) - 2 3 y = 34 15
- 14 5 - 3 5 y - 2 3 y = 34 15
- 19 15 y - 14 5 = 34 15 |⋅ 15
15( - 19 15 y - 14 5 ) = 34
-19y -42 = 34 | +42
-19y = 76 |:(-19 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 - 3 2 ( -4 )

= -7 +6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

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.:

-4x +5y = ?

-8x +11y = ?

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

-4x +5y = -12 -20 = -32

-8x +11y = -24 -44 = -68

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = -32

-8x +11y = -68

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = -5 (I) 2x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -5 (I) 2x +4y = 8 (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:

-2x - y = -5
-y -2x = -5 | +2x
-y = -5 +2x |:(-1 )
y = 5 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 -2x ) (I) 2x +4y = 8 (II)

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

2x + 4 · ( 5 -2x ) = 8
2x +20 -8x = 8
-6x +20 = 8 | -20
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -22

= 5 -4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 392 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 232 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:

8x +9y = 392 (I) 8x +5y = 232 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +9y = 392
9y +8x = 392 | -8x
9y = 392 -8x |:9
y = 392 9 - 8 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 392 9 - 8 9 x ) (I) 8x +5y = 232 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 392 9 - 8 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 5 · ( 392 9 - 8 9 x ) = 232
8x + 1960 9 - 40 9 x = 232
32 9 x + 1960 9 = 232 |⋅ 9
9( 32 9 x + 1960 9 ) = 2088
32x +1960 = 2088 | -1960
32x = 128 |:32
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 392 9 - 8 9 4

= 392 9 - 32 9

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40