Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = -32 .

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

Lösung einblenden

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

x -47 = -32

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -47 = -32
x -28 = -32 | +28
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|5)
denn 5⋅4 +35 = 20 +15 = 35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|0)
denn 5⋅7 +30 = 35 +0 = 35

Oder : (1|10)
denn 5⋅1 +310 = 5 +30 = 35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 27 (I) 2x = 6 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 27 (I) 2x = 6 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = 6 |:2
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = 27 (I) x = 3 (II)

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

1 · 3 -4y = 27
3 -4y = 27
-4y +3 = 27 | -3
-4y = 24 |:(-4 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 10 (I) -x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 10 (I) -x -y = -6 (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:

-x - y = -6
-y - x = -6 | + x
-y = -6 + x |:(-1 )
y = 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 10 (I) +y = ( 6 - x ) (II)

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

x + 2 · ( 6 - x ) = 10
x +12 -2x = 10
-x +12 = 10 | -12
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +5y = 30 (I) -x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = 30 (I) -x +y = 6 (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:

-x + y = 6
y - x = 6 | + x
y = 6 + x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = 30 (I) +y = ( 6 + x ) (II)

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

-4x + 5 · ( 6 + x ) = 30
-4x +30 +5x = 30
x +30 = 30 | -30
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 2( x +8 )-4y (I)
-3( 1 + y) = 5x +24 (II)

Lösung einblenden

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

0 = 2( x +8 )-4y (I)
-3( 1 + y) = 5x +24 (II)
0 = 2x +16 -4y | -2x +4y (I)
-3 -3y = 5x +24 | + 3 -5x (II)
-2x +4y = 16 (I) -5x -3y = 27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 16
4y -2x = 16 | +2x
4y = 16 +2x |:4
y = 4 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 + 1 2 x ) (I) -5x -3y = 27 (II)

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

-5x -3 · ( 4 + 1 2 x ) = 27
-5x -12 - 3 2 x = 27
- 13 2 x -12 = 27 |⋅ 2
2( - 13 2 x -12 ) = 54
-13x -24 = 54 | +24
-13x = 78 |:(-13 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 + 1 2 ( -6 )

= 4 -3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

3x +5y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

3x +5y = -12 -25 = -37

-1x +1y = 4 -5 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +5y = -37

-1x +1y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 2
-3y +2x = 2 | -2x
-3y = 2 -2x |:(-3 )
y = - 2 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x + 3 · ( - 2 3 + 2 3 x ) = -14
-5x -2 +2x = -14
-3x -2 = -14 | +2
-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 2 3 + 2 3 4

= - 2 3 + 8 3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 57 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 143 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:

3x +3y = 57 (I) 2x +9y = 143 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 57
3y +3x = 57 | -3x
3y = 57 -3x |:3
y = 19 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 - x ) (I) 2x +9y = 143 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 19 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 9 · ( 19 - x ) = 143
2x +171 -9x = 143
-7x +171 = 143 | -171
-7x = -28 |:(-7 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 - 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (4|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15