Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = -20 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-5( -1 ) -5y = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -1 ) -5y = -20
5 -5y = -20
-5y +5 = -20 | -5
-5y = -25 |:(-5 )
y = 5

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = -28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-4)
denn 3⋅( - 4 ) +4( - 4 ) = -12 -16 = -28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-7)
denn 3⋅0 +4( - 7 ) = 0 -28 = -28

Oder : (-8|-1)
denn 3⋅( - 8 ) +4( - 1 ) = -24 -4 = -28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -3 · 1 = 5
2x -3 = 5 | +3
2x = 8 |:2
x = 4

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: (4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 19 (I) 4x -3y = -14 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 19 (I) 4x -3y = -14 (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 = 19 | -3y
x = 19 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 19 -3y ) (I) 4x -3y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 19 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 19 -3y ) -3y = -14
76 -12y -3y = -14
-15y +76 = -14 | -76
-15y = -90 |:(-15 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -36

= 19 -18

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +3y = -5 (I) -4x +2y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = -5
3y -2x = -5 | +2x
3y = -5 +2x |:3
y = - 5 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 2 · ( - 5 3 + 2 3 x ) = -6
-4x - 10 3 + 4 3 x = -6
- 8 3 x - 10 3 = -6 |⋅ 3
3( - 8 3 x - 10 3 ) = -18
-8x -10 = -18 | +10
-8x = -8 |:(-8 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 3 + 2 3 1

= - 5 3 + 2 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

y = 2( -2x +15 ) (I)
2( x -18 ) = -4y (II)

Lösung einblenden

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

y = 2( -2x +15 ) (I)
2( x -18 ) = -4y (II)
y = -4x +30 | + 4x (I)
2x -36 = -4y | + 36 +4y (II)
4x +y = 30 (I) 2x +4y = 36 (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:

4x + y = 30
y +4x = 30 | -4x
y = 30 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 30 -4x ) (I) 2x +4y = 36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 30 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 30 -4x ) = 36
2x +120 -16x = 36
-14x +120 = 36 | -120
-14x = -84 |:(-14 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 30 -46

= 30 -24

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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 = ?

4x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 6 +10 = 16

4x -7y = 12 +14 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 16

4x -7y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +2y = 42 (I) -x +3y = 24 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = 42 (I) -x +3y = 24 (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 = 24 | -3y
-x = 24 -3y |:(-1 )
x = -24 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-5x +2y = 42 (I) x = ( -24 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -24 +3y ) +2y = 42
120 -15y +2y = 42
-13y +120 = 42 | -120
-13y = -78 |:(-13 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +36

= -24 +18

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 272 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 372 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 = 272 (I) 3x +9y = 372 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 272
6y +8x = 272 | -8x
6y = 272 -8x |:6
y = 136 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 136 3 - 4 3 x ) (I) 3x +9y = 372 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 136 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 9 · ( 136 3 - 4 3 x ) = 372
3x +408 -12x = 372
-9x +408 = 372 | -408
-9x = -36 |:(-9 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 136 3 - 4 3 4

= 136 3 - 16 3

= 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