Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = 23 .

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

Lösung einblenden

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

-( -7 ) -4y = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -7 ) -4y = 23
7 -4y = 23
-4y +7 = 23 | -7
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (-7|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = -5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-1)
denn -4⋅2 -3( - 1 ) = -8 +3 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|3)
denn -4⋅( - 1 ) -33 = 4 -9 = -5

Oder : (5|-5)
denn -4⋅5 -3( - 5 ) = -20 +15 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -26 (I) 3x = 18 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -26 (I) 3x = 18 (II)

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

3x = 18 |:3
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -26 (I) x = 6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch 6 ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · 6 +2y = -26
-24 +2y = -26
2y -24 = -26 | +24
2y = -2 |:2
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 20 (I) 3x -3y = 12 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 20 (I) 3x -3y = 12 (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:

3x + y = 20
y +3x = 20 | -3x
y = 20 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 20 -3x ) (I) 3x -3y = 12 (II)

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

3x -3 · ( 20 -3x ) = 12
3x -60 +9x = 12
12x -60 = 12 | +60
12x = 72 |:12
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 20 -36

= 20 -18

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 1 · ( -5 -3x ) = -3
2x -5 -3x = -3
-x -5 = -3 | +5
-x = 2 |:(-1 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 -3( -2 )

= -5 +6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x +y = - 7 2 (I) 1 2 x + 2 3 y = - 13 6 (II)

Lösung einblenden
1 2 x +y = - 7 2 (I) 1 2 x + 2 3 y = - 13 6 (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:

1 2 x + y = - 7 2
y + 1 2 x = - 7 2 |⋅ 2
2( y + 1 2 x) = -7
2y + x = -7 | - x
2y = -7 - x |:2
y = - 7 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 2 - 1 2 x ) (I) 1 2 x + 2 3 y = - 13 6 (II)

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

1 2 x + 2 3 · ( - 7 2 - 1 2 x ) = - 13 6
1 2 x - 7 3 - 1 3 x = - 13 6
1 6 x - 7 3 = - 13 6 |⋅ 6
6( 1 6 x - 7 3 ) = -13
x -14 = -13 | +14
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 2 - 1 2 1

= - 7 2 - 1 2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

4x +2y = ?

7x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

4x +2y = 8 -8 = 0

7x +2y = 14 -8 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +2y = 0

7x +2y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x -9y = -1 (I) 3x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
-9x -9y = -1 (I) 3x +3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x -9y = -1
-9y -9x = -1 | +9x
-9y = -1 +9x |:(-9 )
y = 1 9 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 9 - x ) (I) 3x +3y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 1 9 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 1 9 - x ) = 1
3x + 1 3 -3x = 1
1 3 = 1 | - 1 3
0 = 2 3

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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 117 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 34 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 +7y = 117 (I) 2x +2y = 34 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 117
7y +6x = 117 | -6x
7y = 117 -6x |:7
y = 117 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 117 7 - 6 7 x ) (I) 2x +2y = 34 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 117 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( 117 7 - 6 7 x ) = 34
2x + 234 7 - 12 7 x = 34
2 7 x + 234 7 = 34 |⋅ 7
7( 2 7 x + 234 7 ) = 238
2x +234 = 238 | -234
2x = 4 |:2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 117 7 - 6 7 2

= 117 7 - 12 7

= 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