Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = 12 .

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-5⋅0 +2y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5⋅0 +2y = 12
2y = 12 |:2
y = 6

Die Lösung ist somit: (0|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = -30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-7)
denn 3⋅( - 3 ) +3⋅( - 7 ) = -9 -21 = -30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-10)
denn 3⋅0 +3⋅( - 10 ) = 0 -30 = -30

Oder : (-6|-4)
denn 3⋅( - 6 ) +3⋅( - 4 ) = -18 -12 = -30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = -32 (I) 2x = -10 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = -32 (I) 2x = -10 (II)

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

2x = -10 |:2
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = -32 (I) x = -5 (II)

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

4 · ( -5 ) +4y = -32
-20 +4y = -32
4y -20 = -32 | +20
4y = -12 |:4
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = -12 (I) 3x +y = -10 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = -12 (I) 3x +y = -10 (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 = -10
y +3x = -10 | -3x
y = -10 -3x

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = -12 (I) +y = ( -10 -3x ) (II)

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

4x + 2 · ( -10 -3x ) = -12
4x -20 -6x = -12
-2x -20 = -12 | +20
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -3⋅( -4 )

= -10 +12

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 33 (I) -3x +4y = 38 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 33 (I) -3x +4y = 38 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +3y = 33
3y -3x = 33 | +3x
3y = 33 +3x |:3
y = 11 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 + x ) (I) -3x +4y = 38 (II)

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

-3x + 4 · ( 11 + x ) = 38
-3x +44 +4x = 38
x +44 = 38 | -44
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-41 = 5x -4y (I)
3x -5 = -5y (II)

Lösung einblenden

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

-41 = 5x -4y | + 41 -5x +4y (I)
3x -5 = -5y | + 5 +5y (II)
-5x +4y = 41 (I) 3x +5y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +4y = 41
4y -5x = 41 | +5x
4y = 41 +5x |:4
y = 41 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 41 4 + 5 4 x ) (I) 3x +5y = 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 41 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 41 4 + 5 4 x ) = 5
3x + 205 4 + 25 4 x = 5
37 4 x + 205 4 = 5 |⋅ 4
4( 37 4 x + 205 4 ) = 20
37x +205 = 20 | -205
37x = -185 |:37
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 41 4 + 5 4 ⋅( -5 )

= 41 4 - 25 4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-2x -1y = ?

-5x -4y = ?

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

-2x -1y = -6 -1 = -7

-5x -4y = -15 -4 = -19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -1y = -7

-5x -4y = -19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 1 (I) -3x -4y = 13 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 1 (I) -3x -4y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 1
5y -2x = 1 | +2x
5y = 1 +2x |:5
y = 1 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 5 + 2 5 x ) (I) -3x -4y = 13 (II)

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

-3x -4 · ( 1 5 + 2 5 x ) = 13
-3x - 4 5 - 8 5 x = 13
- 23 5 x - 4 5 = 13 |⋅ 5
5( - 23 5 x - 4 5 ) = 65
-23x -4 = 65 | +4
-23x = 69 |:(-23 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 5 + 2 5 ⋅( -3 )

= 1 5 - 6 5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 390 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 95 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 +9y = 390 (I) 3x +2y = 95 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 390
9y +6x = 390 | -6x
9y = 390 -6x |:9
y = 130 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 130 3 - 2 3 x ) (I) 3x +2y = 95 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 130 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 130 3 - 2 3 x ) = 95
3x + 260 3 - 4 3 x = 95
5 3 x + 260 3 = 95 |⋅ 3
3( 5 3 x + 260 3 ) = 285
5x +260 = 285 | -260
5x = 25 |:5
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 130 3 - 2 3 ⋅5

= 130 3 - 10 3

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (5|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40