Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -3y = -42 .

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

Lösung einblenden

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

-3x -37 = -42

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -37 = -42
-3x -21 = -42 | +21
-3x = -21 |:(-3 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = 40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|7)
denn -1⋅( - 5 ) +57 = 5 +35 = 40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|8)
denn -1⋅0 +58 = 0 +40 = 40

Oder : (-10|6)
denn -1⋅( - 10 ) +56 = 10 +30 = 40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -15 (I) -2y = -10 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -15 (I) -2y = -10 (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 = -10 |:(-2 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = -15 (I) +y = 5 (II)

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

x -2 · 5 = -15
x -10 = -15 | +10
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -4 -3y ) - y = 6
-8 -6y - y = 6
-7y -8 = 6 | +8
-7y = 14 |:(-7 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 -3( -2 )

= -4 +6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = 5 (I) 5x -4y = -19 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = 5 (I) 5x -4y = -19 (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:

-2x - y = 5
-y -2x = 5 | +2x
-y = 5 +2x |:(-1 )
y = -5 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 -2x ) (I) 5x -4y = -19 (II)

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

5x -4 · ( -5 -2x ) = -19
5x +20 +8x = -19
13x +20 = -19 | -20
13x = -39 |:13
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 -2( -3 )

= -5 +6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 2 x - 3 4 y = - 21 4 (I) 1 2 x - 1 2 y = -2 (II)

Lösung einblenden
- 3 2 x - 3 4 y = - 21 4 (I) 1 2 x - 1 2 y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 3 2 x - 3 4 y = - 21 4
- 3 4 y - 3 2 x = - 21 4 |⋅ 4
4( - 3 4 y - 3 2 x) = -21
-3y -6x = -21 | +6x
-3y = -21 +6x |:(-3 )
y = 7 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 -2x ) (I) 1 2 x - 1 2 y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x - 1 2 · ( 7 -2x ) = -2
1 2 x - 7 2 + x = -2
3 2 x - 7 2 = -2 |⋅ 2
2( 3 2 x - 7 2 ) = -4
3x -7 = -4 | +7
3x = 3 |:3
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -21

= 7 -2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-1x -4y = ?

-4x -19y = ?

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

-1x -4y = -5 -16 = -21

-4x -19y = -20 -76 = -96

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = -21

-4x -19y = -96

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 5 · ( 1 + 4 5 x ) = 5
2x +5 +4x = 5
6x +5 = 5 | -5
6x = 0 |:6
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 4 5 0

= 1 +0

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 115 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 130 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:

7x +2y = 115 (I) 2x +3y = 130 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +2y = 115
2y +7x = 115 | -7x
2y = 115 -7x |:2
y = 115 2 - 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 115 2 - 7 2 x ) (I) 2x +3y = 130 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 115 2 - 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 115 2 - 7 2 x ) = 130
2x + 345 2 - 21 2 x = 130
- 17 2 x + 345 2 = 130 |⋅ 2
2( - 17 2 x + 345 2 ) = 260
-17x +345 = 260 | -345
-17x = -85 |:(-17 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 115 2 - 7 2 5

= 115 2 - 35 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (5|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40