Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x + y = -8 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-2x + ( -2 ) = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x + ( -2 ) = -8
-2x -2 = -8 | +2
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -3y = 33 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-6)
denn -5⋅( - 3 ) -3( - 6 ) = 15 +18 = 33

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|-1)
denn -5⋅( - 6 ) -3( - 1 ) = 30 +3 = 33

Oder : (0|-11)
denn -5⋅0 -3( - 11 ) = 0 +33 = 33

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = -2 (I) 2x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
2x = -2 (I) 2x -4y = -10 (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 = -2 |:2
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 2x -4y = -10 (II)

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

2 · ( -1 ) -4y = -10
-2 -4y = -10
-4y -2 = -10 | +2
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

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|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 9 (I) 3x +y = 11 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 9 (I) 3x +y = 11 (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:

3x + y = 11
y +3x = 11 | -3x
y = 11 -3x

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 9 (I) +y = ( 11 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 11 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -32

= 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = -54 (I) -2x -3y = -30 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -54 (I) -2x -3y = -30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = -54
-5y -4x = -54 | +4x
-5y = -54 +4x |:(-5 )
y = 54 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 54 5 - 4 5 x ) (I) -2x -3y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 54 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -3 · ( 54 5 - 4 5 x ) = -30
-2x - 162 5 + 12 5 x = -30
2 5 x - 162 5 = -30 |⋅ 5
5( 2 5 x - 162 5 ) = -150
2x -162 = -150 | +162
2x = 12 |:2
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 54 5 - 4 5 6

= 54 5 - 24 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x +2y = -14 (I) -x + 2 5 y = - 37 5 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x +2y = -14 (I) -x + 2 5 y = - 37 5 (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 + 2 5 y = - 37 5 |⋅ 5
5( -x + 2 5 y) = -37
-5x +2y = -37 | -2y
-5x = -37 -2y |:(-5 )
x = 37 5 + 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

- 2 5 x +2y = -14 (I) x = ( 37 5 + 2 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 37 5 + 2 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 2 5 · ( 37 5 + 2 5 y ) +2y = -14
- 74 25 - 4 25 y +2y = -14
46 25 y - 74 25 = -14 |⋅ 25
25( 46 25 y - 74 25 ) = -350
46y -74 = -350 | +74
46y = -276 |:46
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 37 5 + 2 5 ( -6 )

= 37 5 - 12 5

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 +2y = ?

-8x +2y = ?

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

-4x +2y = 16 +8 = 24

-8x +2y = 32 +8 = 40

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +2y = 24

-8x +2y = 40

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -5y = -20 (I) 4x -5y = -20 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -20 (I) 4x -5y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = -20
-5y -4x = -20 | +4x
-5y = -20 +4x |:(-5 )
y = 4 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 - 4 5 x ) (I) 4x -5y = -20 (II)

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

4x -5 · ( 4 - 4 5 x ) = -20
4x -20 +4x = -20
8x -20 = -20 | +20
8x = 0 |:8
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 4 5 0

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 99 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 63 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:

9x +3y = 99 (I) 3x +3y = 63 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +3y = 99
3y +9x = 99 | -9x
3y = 99 -9x |:3
y = 33 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 -3x ) (I) 3x +3y = 63 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 33 -3x ) = 63
3x +99 -9x = 63
-6x +99 = 63 | -99
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 -36

= 33 -18

= 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