Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

( -3 ) -2y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -3 ) -2y = -3
-3 -2y = -3
-2y -3 = -3 | +3
-2y = 0 |:(-2 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-3|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -56 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|7)
denn 3⋅( - 7 ) -57 = -21 -35 = -56

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-12|4)
denn 3⋅( - 12 ) -54 = -36 -20 = -56

Oder : (-2|10)
denn 3⋅( - 2 ) -510 = -6 -50 = -56

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = 6 |:2
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 3 · 3 = -3
-4x +9 = -3 | -9
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 12 (I) -2x +5y = -29 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 12 (I) -2x +5y = -29 (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 -2y = 12 | +2y
x = 12 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 +2y ) (I) -2x +5y = -29 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 12 +2y ) +5y = -29
-24 -4y +5y = -29
y -24 = -29 | +24
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +2( -5 )

= 12 -10

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -23 (I) -x -2y = -3 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -23 (I) -x -2y = -3 (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 -2y = -3 | +2y
-x = -3 +2y |:(-1 )
x = 3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -23 (I) x = ( 3 -2y ) (II)

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

3 · ( 3 -2y ) -2y = -23
9 -6y -2y = -23
-8y +9 = -23 | -9
-8y = -32 |:(-8 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 -24

= 3 -8

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3 = -7x +2( 3 - y) (I)
2x = 5 +3y (II)

Lösung einblenden

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

-2x +3 = -7x +2( 3 - y) (I)
2x = 5 +3y (II)
-2x +3 = -7x +6 -2y | -3 +7x +2y (I)
2x = 5 +3y | -3y (II)
5x +2y = 3 (I) 2x -3y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -3 · ( 3 2 - 5 2 x ) = 5
2x - 9 2 + 15 2 x = 5
19 2 x - 9 2 = 5 |⋅ 2
2( 19 2 x - 9 2 ) = 10
19x -9 = 10 | +9
19x = 19 |:19
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 2 - 5 2 1

= 3 2 - 5 2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

6x -17y = ?

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

2x -5y = 2 +15 = 17

6x -17y = 6 +51 = 57

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 17

6x -17y = 57

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

6x +2y = -4 (I) -3x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
6x +2y = -4 (I) -3x -y = 1 (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 = 1
-y -3x = 1 | +3x
-y = 1 +3x |:(-1 )
y = -1 -3x

Als neues LGS erhält man so:

6x +2y = -4 (I) +y = ( -1 -3x ) (II)

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

6x + 2 · ( -1 -3x ) = -4
6x -2 -6x = -4
-2 = -4 | +2
0 = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 162 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 211 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 +6y = 162 (I) 6x +7y = 211 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +6y = 162
6y +2x = 162 | -2x
6y = 162 -2x |:6
y = 27 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 27 - 1 3 x ) (I) 6x +7y = 211 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 27 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 7 · ( 27 - 1 3 x ) = 211
6x +189 - 7 3 x = 211
11 3 x +189 = 211 |⋅ 3
3( 11 3 x +189 ) = 633
11x +567 = 633 | -567
11x = 66 |:11
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 27 - 1 3 6

= 27 -2

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25