Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 19 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

22 -5y = 19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

22 -5y = 19
4 -5y = 19
-5y +4 = 19 | -4
-5y = 15 |:(-5 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (2|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-3)
denn 3⋅( - 1 ) -2( - 3 ) = -3 +6 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-6)
denn 3⋅( - 3 ) -2( - 6 ) = -9 +12 = 3

Oder : (1|0)
denn 3⋅1 -20 = 3 +0 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = 4 (I) -x -3y = 11 (II)

Lösung einblenden
-y = 4 (I) -x -3y = 11 (II)

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

-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

+y = -4 (I) -x -3y = 11 (II)

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

-x -3 · ( -4 ) = 11
-x +12 = 11 | -12
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 11 (I) -3x +y = -3 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 11 (I) -3x +y = -3 (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 = -3
y -3x = -3 | +3x
y = -3 +3x

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = 11 (I) +y = ( -3 +3x ) (II)

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

x -2 · ( -3 +3x ) = 11
x +6 -6x = 11
-5x +6 = 11 | -6
-5x = 5 |:(-5 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +3( -1 )

= -3 -3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = -21 (I) -5x -4y = 29 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -21 (I) -5x -4y = 29 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = -21
4y -3x = -21 | +3x
4y = -21 +3x |:4
y = - 21 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 21 4 + 3 4 x ) (I) -5x -4y = 29 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 21 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -4 · ( - 21 4 + 3 4 x ) = 29
-5x +21 -3x = 29
-8x +21 = 29 | -21
-8x = 8 |:(-8 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 21 4 + 3 4 ( -1 )

= - 21 4 - 3 4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 5 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 29 20 (II)

Lösung einblenden
x -y = 5 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 29 20 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + x ) (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 29 20 (II)

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

- 1 5 x - 1 4 · ( -5 + x ) = - 29 20
- 1 5 x + 5 4 - 1 4 x = - 29 20
- 9 20 x + 5 4 = - 29 20 |⋅ 20
20( - 9 20 x + 5 4 ) = -29
-9x +25 = -29 | -25
-9x = -54 |:(-9 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-2x -3y = ?

2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-2x -3y = 4 +15 = 19

2x +1y = -4 -5 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = 19

2x +1y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -y = -1 (I) 12x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = -1 (I) 12x +3y = 3 (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:

-4x - y = -1
-y -4x = -1 | +4x
-y = -1 +4x |:(-1 )
y = 1 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -4x ) (I) 12x +3y = 3 (II)

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

12x + 3 · ( 1 -4x ) = 3
12x +3 -12x = 3
3 = 3 | -3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 95 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 188 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:

5x +3y = 95 (I) 8x +6y = 188 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 95
3y +5x = 95 | -5x
3y = 95 -5x |:3
y = 95 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 95 3 - 5 3 x ) (I) 8x +6y = 188 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 95 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 6 · ( 95 3 - 5 3 x ) = 188
8x +190 -10x = 188
-2x +190 = 188 | -190
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 95 3 - 5 3 1

= 95 3 - 5 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30