Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 26 .

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

Lösung einblenden

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

2x +56 = 26

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x +56 = 26
2x +30 = 26 | -30
2x = -4 |:2
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-7)
denn 2⋅4 +1( - 7 ) = 8 -7 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-9)
denn 2⋅5 +1( - 9 ) = 10 -9 = 1

Oder : (3|-5)
denn 2⋅3 +1( - 5 ) = 6 -5 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 8 (I) 2x -3y = 17 (II)

Lösung einblenden
2x = 8 (I) 2x -3y = 17 (II)

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

2x = 8 |:2
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) 2x -3y = 17 (II)

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

2 · 4 -3y = 17
8 -3y = 17
-3y +8 = 17 | -8
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 17 (I) -x -2y = 2 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 17 (I) -x -2y = 2 (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 = 2 | +2y
-x = 2 +2y |:(-1 )
x = -2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 17 (I) x = ( -2 -2y ) (II)

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

-4 · ( -2 -2y ) + y = 17
8 +8y + y = 17
9y +8 = 17 | -8
9y = 9 |:9
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -21

= -2 -2

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = -6 (I) -x -5y = -21 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -6 (I) -x -5y = -21 (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 = -21 | +5y
-x = -21 +5y |:(-1 )
x = 21 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +4y = -6 (I) x = ( 21 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 21 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 21 -5y ) +4y = -6
-63 +15y +4y = -6
19y -63 = -6 | +63
19y = 57 |:19
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 -53

= 21 -15

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 3 x + 2 5 y = 28 15 (I) 1 5 x - 1 4 y = - 3 10 (II)

Lösung einblenden
- 2 3 x + 2 5 y = 28 15 (I) 1 5 x - 1 4 y = - 3 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 3 x + 2 5 y = 28 15
2 5 y - 2 3 x = 28 15 |⋅ 15
15( 2 5 y - 2 3 x) = 28
6y -10x = 28 | +10x
6y = 28 +10x |:6
y = 14 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 3 + 5 3 x ) (I) 1 5 x - 1 4 y = - 3 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 14 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 5 x - 1 4 · ( 14 3 + 5 3 x ) = - 3 10
1 5 x - 7 6 - 5 12 x = - 3 10
- 13 60 x - 7 6 = - 3 10 |⋅ 60
60( - 13 60 x - 7 6 ) = -18
-13x -70 = -18 | +70
-13x = 52 |:(-13 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 3 + 5 3 ( -4 )

= 14 3 - 20 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-2x -5y = ?

-5x -11y = ?

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

-2x -5y = 4 -10 = -6

-5x -11y = 10 -22 = -12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = -6

-5x -11y = -12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -3y = 10 (I) -5x -3y = 22 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 10 (I) -5x -3y = 22 (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 = 10 | +3y
x = 10 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 +3y ) (I) -5x -3y = 22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 10 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 10 +3y ) -3y = 22
-50 -15y -3y = 22
-18y -50 = 22 | +50
-18y = 72 |:(-18 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 +3( -4 )

= 10 -12

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 198 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 282 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 +6y = 198 (I) 4x +9y = 282 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +6y = 198
6y +6x = 198 | -6x
6y = 198 -6x |:6
y = 33 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 - x ) (I) 4x +9y = 282 (II)

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

4x + 9 · ( 33 - x ) = 282
4x +297 -9x = 282
-5x +297 = 282 | -297
-5x = -15 |:(-5 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 - 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30