Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = -22 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

x -53 = -22

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -53 = -22
x -15 = -22 | +15
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = -36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-6)
denn 4⋅( - 3 ) +4( - 6 ) = -12 -24 = -36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-10)
denn 4⋅1 +4( - 10 ) = 4 -40 = -36

Oder : (-7|-2)
denn 4⋅( - 7 ) +4( - 2 ) = -28 -8 = -36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = -10 (I) +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = -10 (I) +2y = 8 (II)

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

2y = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -2 · 4 = -10
2x -8 = -10 | +8
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = -3 (I) -4x +y = 22 (II)

Lösung einblenden
x +y = -3 (I) -4x +y = 22 (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:

-4x + y = 22
y -4x = 22 | +4x
y = 22 +4x

Als neues LGS erhält man so:

x +y = -3 (I) +y = ( 22 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 22 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 1 · ( 22 +4x ) = -3
x +22 +4x = -3
5x +22 = -3 | -22
5x = -25 |:5
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 +4( -5 )

= 22 -20

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 32 (I) -3x +y = 19 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 32 (I) -3x +y = 19 (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 = 19
y -3x = 19 | +3x
y = 19 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = 32 (I) +y = ( 19 +3x ) (II)

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

-4x + 3 · ( 19 +3x ) = 32
-4x +57 +9x = 32
5x +57 = 32 | -57
5x = -25 |:5
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 +3( -5 )

= 19 -15

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 5 y = - 32 5 (I) 3 4 x + 3 5 y = 33 10 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 5 y = - 32 5 (I) 3 4 x + 3 5 y = 33 10 (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 + 1 5 y = - 32 5 |⋅ 5
5( -x + 1 5 y) = -32
-5x + y = -32 | - y
-5x = -32 - y |:(-5 )
x = 32 5 + 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 32 5 + 1 5 y ) (I) 3 4 x + 3 5 y = 33 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 32 5 + 1 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 4 · ( 32 5 + 1 5 y ) + 3 5 y = 33 10
24 5 + 3 20 y + 3 5 y = 33 10
3 4 y + 24 5 = 33 10 |⋅ 20
20( 3 4 y + 24 5 ) = 66
15y +96 = 66 | -96
15y = -30 |:15
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 32 5 + 1 5 ( -2 )

= 32 5 - 2 5

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

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.:

2x +2y = ?

3x +1y = ?

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

2x +2y = 8 +10 = 18

3x +1y = 12 +5 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 18

3x +1y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +5y = -40 (I) -4x +4y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = -40 (I) -4x +4y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = -40
5y +3x = -40 | -3x
5y = -40 -3x |:5
y = -8 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 4 · ( -8 - 3 5 x ) = 0
-4x -32 - 12 5 x = 0
- 32 5 x -32 = 0 |⋅ 5
5( - 32 5 x -32 ) = 0
-32x -160 = 0 | +160
-32x = 160 |:(-32 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 - 3 5 ( -5 )

= -8 +3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 122 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 110 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:

2x +8y = 122 (I) 5x +7y = 110 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +8y = 122
8y +2x = 122 | -2x
8y = 122 -2x |:8
y = 61 4 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 61 4 - 1 4 x ) (I) 5x +7y = 110 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 61 4 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 7 · ( 61 4 - 1 4 x ) = 110
5x + 427 4 - 7 4 x = 110
13 4 x + 427 4 = 110 |⋅ 4
4( 13 4 x + 427 4 ) = 440
13x +427 = 440 | -427
13x = 13 |:13
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 61 4 - 1 4 1

= 61 4 - 1 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15