Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2( -3 ) -3y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -3 ) -3y = -3
6 -3y = -3
-3y +6 = -3 | -6
-3y = -9 |:(-3 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (-3|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|3)
denn 4⋅6 -13 = 24 -3 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-1)
denn 4⋅5 -1( - 1 ) = 20 +1 = 21

Oder : (7|7)
denn 4⋅7 -17 = 28 -7 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · 2 +2y = -2
2 +2y = -2
2y +2 = -2 | -2
2y = -4 |:2
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -2 ) + y = 1
4 + y = 1
y +4 = 1 | -4
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -2y = 15 (I) -5x -y = -30 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = 15 (I) -5x -y = -30 (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:

-5x - y = -30
-y -5x = -30 | +5x
-y = -30 +5x |:(-1 )
y = 30 -5x

Als neues LGS erhält man so:

5x -2y = 15 (I) +y = ( 30 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 30 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( 30 -5x ) = 15
5x -60 +10x = 15
15x -60 = 15 | +60
15x = 75 |:15
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 30 -55

= 30 -25

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 3 5 y = - 14 5 (I) -x - 1 4 y = - 1 4 (II)

Lösung einblenden
-x + 3 5 y = - 14 5 (I) -x - 1 4 y = - 1 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 - 1 4 y = - 1 4 |⋅ 4
4( -x - 1 4 y) = -1
-4x - y = -1 | + y
-4x = -1 + y |:(-4 )
x = 1 4 - 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

-x + 3 5 y = - 14 5 (I) x = ( 1 4 - 1 4 y ) (II)

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

-1 · ( 1 4 - 1 4 y ) + 3 5 y = - 14 5
- 1 4 + 1 4 y + 3 5 y = - 14 5
17 20 y - 1 4 = - 14 5 |⋅ 20
20( 17 20 y - 1 4 ) = -56
17y -5 = -56 | +5
17y = -51 |:17
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 4 - 1 4 ( -3 )

= 1 4 + 3 4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

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.:

1x -5y = ?

-1x +4y = ?

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

1x -5y = 4 +25 = 29

-1x +4y = -4 -20 = -24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = 29

-1x +4y = -24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +5y = 2 (I) -5x +4y = -38 (II)

Lösung einblenden
2x +5y = 2 (I) -5x +4y = -38 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 5 - 2 5 x ) (I) -5x +4y = -38 (II)

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

-5x + 4 · ( 2 5 - 2 5 x ) = -38
-5x + 8 5 - 8 5 x = -38
- 33 5 x + 8 5 = -38 |⋅ 5
5( - 33 5 x + 8 5 ) = -190
-33x +8 = -190 | -8
-33x = -198 |:(-33 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 5 - 2 5 6

= 2 5 - 12 5

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 153 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 36 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 +9y = 153 (I) 3x +2y = 36 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +9y = 153
9y +9x = 153 | -9x
9y = 153 -9x |:9
y = 17 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 - x ) (I) 3x +2y = 36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 17 - x ) = 36
3x +34 -2x = 36
x +34 = 36 | -34
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 - 2

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (2|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15