Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -5y = -46 .

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

Lösung einblenden

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

-3x -55 = -46

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -55 = -46
-3x -25 = -46 | +25
-3x = -21 |:(-3 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn -3⋅6 -5( - 3 ) = -18 +15 = -3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|0)
denn -3⋅1 -50 = -3 +0 = -3

Oder : (11|-6)
denn -3⋅11 -5( - 6 ) = -33 +30 = -3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = 3


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

-1 · 3 +3y = -9
-3 +3y = -9
3y -3 = -9 | +3
3y = -6 |:3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -3y = 8 (I) x -3y = 14 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = 8 (I) x -3y = 14 (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 = 14 | +3y
x = 14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = 8 (I) x = ( 14 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 14 +3y ) -3y = 8
-28 -6y -3y = 8
-9y -28 = 8 | +28
-9y = 36 |:(-9 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 +3( -4 )

= 14 -12

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -14 (I) 3x +5y = -22 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -14 (I) 3x +5y = -22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +2y = -14
2y -4x = -14 | +4x
2y = -14 +4x |:2
y = -7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -7 +2x ) (I) 3x +5y = -22 (II)

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

3x + 5 · ( -7 +2x ) = -22
3x -35 +10x = -22
13x -35 = -22 | +35
13x = 13 |:13
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +21

= -7 +2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( x +5 ) = x -5y (I)
y = 2( x +1 ) (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 +5 ) = x -5y (I)
y = 2( x +1 ) (II)
-2x -10 = x -5y | + 10 - x +5y (I)
y = 2x +2 | -2x (II)
-3x +5y = 10 (I) -2x +y = 2 (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:

-2x + y = 2
y -2x = 2 | +2x
y = 2 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +5y = 10 (I) +y = ( 2 +2x ) (II)

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

-3x + 5 · ( 2 +2x ) = 10
-3x +10 +10x = 10
7x +10 = 10 | -10
7x = 0 |:7
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +20

= 2 +0

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

4x -1y = ?

1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

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

1x -1y = -1 -5 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -1y = -9

1x -1y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +y = -24 (I) -x +5y = 24 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -24 (I) -x +5y = 24 (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 +5y = 24 | -5y
-x = 24 -5y |:(-1 )
x = -24 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-5x +y = -24 (I) x = ( -24 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -24 +5y ) + y = -24
120 -25y + y = -24
-24y +120 = -24 | -120
-24y = -144 |:(-24 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +56

= -24 +30

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 325 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 115 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 +8y = 325 (I) 9x +2y = 115 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +8y = 325
8y +9x = 325 | -9x
8y = 325 -9x |:8
y = 325 8 - 9 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 325 8 - 9 8 x ) (I) 9x +2y = 115 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 325 8 - 9 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 2 · ( 325 8 - 9 8 x ) = 115
9x + 325 4 - 9 4 x = 115
27 4 x + 325 4 = 115 |⋅ 4
4( 27 4 x + 325 4 ) = 460
27x +325 = 460 | -325
27x = 135 |:27
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 325 8 - 9 8 5

= 325 8 - 45 8

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (5|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35