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: -4x -5y = 23 .

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

Lösung einblenden

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

-4x -5( -7 ) = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -5( -7 ) = 23
-4x +35 = 23 | -35
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-5)
denn 1⋅1 -1( - 5 ) = 1 +5 = 6

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

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 3 (I) -2x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3y = 3 (I) -2x +4y = 8 (II)

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

-3y = 3 |:(-3 )
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 4 · ( -1 ) = 8
-2x -4 = 8 | +4
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

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: (-6|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -2y = 1 (I) x +3y = 1 (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 = 1 | -3y
x = 1 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( 1 -3y ) -2y = 1
-1 +3y -2y = 1
y -1 = 1 | +1
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -32

= 1 -6

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -1 (I) -5x -3y = 12 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -1 (I) -5x -3y = 12 (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 +2y = -1 | -2y
x = -1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -1 -2y ) (I) -5x -3y = 12 (II)

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

-5 · ( -1 -2y ) -3y = 12
5 +10y -3y = 12
7y +5 = 12 | -5
7y = 7 |:7
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -21

= -1 -2

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-9 = 2x -5y (I)
2( x -2y) = 2( 3x +2 ) (II)
-9 = 2x -5y | + 9 -2x +5y (I)
2x -4y = 6x +4 | -6x (II)
-2x +5y = 9 (I) -4x -4y = 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 9
5y -2x = 9 | +2x
5y = 9 +2x |:5
y = 9 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 5 + 2 5 x ) (I) -4x -4y = 4 (II)

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

-4x -4 · ( 9 5 + 2 5 x ) = 4
-4x - 36 5 - 8 5 x = 4
- 28 5 x - 36 5 = 4 |⋅ 5
5( - 28 5 x - 36 5 ) = 20
-28x -36 = 20 | +36
-28x = 56 |:(-28 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 5 + 2 5 ( -2 )

= 9 5 - 4 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

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 -2y = ?

-2x +7y = ?

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

1x -2y = -1 -2 = -3

-2x +7y = 2 +7 = 9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -2y = -3

-2x +7y = 9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
6x +3y = 6 (I) -2x -y = -2 (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 = -2
-y -2x = -2 | +2x
-y = -2 +2x |:(-1 )
y = 2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 106 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 81 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 +6y = 106 (I) 3x +5y = 81 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 106
6y +8x = 106 | -8x
6y = 106 -8x |:6
y = 53 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 53 3 - 4 3 x ) (I) 3x +5y = 81 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 53 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 53 3 - 4 3 x ) = 81
3x + 265 3 - 20 3 x = 81
- 11 3 x + 265 3 = 81 |⋅ 3
3( - 11 3 x + 265 3 ) = 243
-11x +265 = 243 | -265
-11x = -22 |:(-11 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 53 3 - 4 3 2

= 53 3 - 8 3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (2|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15