Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 24 .

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⋅3 -5y = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅3 -5y = 24
9 -5y = 24
-5y +9 = 24 | -9
-5y = 15 |:(-5 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +4y = 36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|6)
denn -2⋅( - 6 ) +4⋅6 = 12 +24 = 36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|8)
denn -2⋅( - 2 ) +4⋅8 = 4 +32 = 36

Oder : (-10|4)
denn -2⋅( - 10 ) +4⋅4 = 20 +16 = 36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 6 (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:

2 · 2 + y = 6
4 + y = 6
y +4 = 6 | -4
y = 2

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|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = 25 (I) x -3y = 9 (II)

Lösung einblenden
4x -y = 25 (I) x -3y = 9 (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 = 9 | +3y
x = 9 +3y

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = 25 (I) x = ( 9 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 9 +3y ) - y = 25
36 +12y - y = 25
11y +36 = 25 | -36
11y = -11 |:11
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 +3⋅( -1 )

= 9 -3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -4y = 44 (I) -2x -2y = 20 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 44 (I) -2x -2y = 20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 44
-4y -5x = 44 | +5x
-4y = 44 +5x |:(-4 )
y = -11 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 - 5 4 x ) (I) -2x -2y = 20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -11 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -2 · ( -11 - 5 4 x ) = 20
-2x +22 + 5 2 x = 20
1 2 x +22 = 20 |⋅ 2
2( 1 2 x +22 ) = 40
x +44 = 40 | -44
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 - 5 4 ⋅( -4 )

= -11 +5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x +3 )+2y = 2 (I)
-x = 2( x +4 )+4y (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 +3 )+2y = 2 (I)
-x = 2( x +4 )+4y (II)
2x +6 +2y = 2 | -6 (I)
-x = 2x +8 +4y | -2x -4y (II)
2x +2y = -4 (I) -3x -4y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 - x ) (I) -3x -4y = 8 (II)

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

-3x -4 · ( -2 - x ) = 8
-3x +8 +4x = 8
x +8 = 8 | -8
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -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 = -4 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 +4y = ?

-2x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-3x +4y = 12 +4 = 16

-2x +6y = 8 +6 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +4y = 16

-2x +6y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -y = -10 (I) -3x -5y = 40 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -10 (I) -3x -5y = 40 (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 = -10
-y +3x = -10 | -3x
-y = -10 -3x |:(-1 )
y = 10 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 +3x ) (I) -3x -5y = 40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 10 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -5 · ( 10 +3x ) = 40
-3x -50 -15x = 40
-18x -50 = 40 | +50
-18x = 90 |:(-18 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 +3⋅( -5 )

= 10 -15

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 243 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 363 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:

3x +6y = 243 (I) 3x +9y = 363 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +6y = 243
6y +3x = 243 | -3x
6y = 243 -3x |:6
y = 81 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 81 2 - 1 2 x ) (I) 3x +9y = 363 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 81 2 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 9 · ( 81 2 - 1 2 x ) = 363
3x + 729 2 - 9 2 x = 363
- 3 2 x + 729 2 = 363 |⋅ 2
2( - 3 2 x + 729 2 ) = 726
-3x +729 = 726 | -729
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 81 2 - 1 2 ⋅1

= 81 2 - 1 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (1|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40