Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -10 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-5x +35 = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +35 = -10
-5x +15 = -10 | -15
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = -23 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|1)
denn 5⋅( - 5 ) +21 = -25 +2 = -23

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-4)
denn 5⋅( - 3 ) +2( - 4 ) = -15 -8 = -23

Oder : (-7|6)
denn 5⋅( - 7 ) +26 = -35 +12 = -23

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 12 (I) -2x = 4 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 12 (I) -2x = 4 (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 = 4 |:(-2 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 12 (I) x = -2 (II)

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

-4 · ( -2 ) -4y = 12
8 -4y = 12
-4y +8 = 12 | -8
-4y = 4 |:(-4 )
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 7 (I) x +3y = 8 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 7 (I) x +3y = 8 (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 = 8 | -3y
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 7 (I) x = ( 8 -3y ) (II)

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

-4 · ( 8 -3y ) + y = 7
-32 +12y + y = 7
13y -32 = 7 | +32
13y = 39 |:13
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -33

= 8 -9

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 0
3y +3x = 0 | -3x
3y = -3x |:3
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( x +10 ) = 3y (I)
0 = x - y (II)

Lösung einblenden

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

-2( x +10 ) = 3y (I)
0 = x - y (II)
-2x -20 = 3y | + 20 -3y (I)
0 = x - y | -x + y (II)
-2x -3y = 20 (I) -x +y = 0 (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 = 0
y - x = 0 | + x
y = x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = 20 (I) +y = x (II)

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

-2x -3 · x = 20
-2x -3x = 20
-5x = 20 |:(-5 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = -1 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 +1y = ?

7x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

3x +1y = -9 -1 = -10

7x +3y = -21 -3 = -24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +1y = -10

7x +3y = -24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +2y = -35 (I) 3x -y = 20 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = -35 (I) 3x -y = 20 (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 = 20
-y +3x = 20 | -3x
-y = 20 -3x |:(-1 )
y = -20 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +2y = -35 (I) +y = ( -20 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -20 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( -20 +3x ) = -35
-5x -40 +6x = -35
x -40 = -35 | +40
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 +35

= -20 +15

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 351 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 228 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:

6x +9y = 351 (I) 3x +6y = 228 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 351
9y +6x = 351 | -6x
9y = 351 -6x |:9
y = 39 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 - 2 3 x ) (I) 3x +6y = 228 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 6 · ( 39 - 2 3 x ) = 228
3x +234 -4x = 228
-x +234 = 228 | -234
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 - 2 3 6

= 39 -4

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (6|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35