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: 4x -4y = -20 .

Bestimme x so, dass (x|4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 4 in die Gleichung ein und erhält:

4x -44 = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -44 = -20
4x -16 = -20 | +16
4x = -4 |:4
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|0)
denn 2⋅2 -40 = 4 +0 = 4

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

Oder : (6|2)
denn 2⋅6 -42 = 12 -8 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x = 9 (I) 3x +2y = -1 (II)

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

3x = 9 |:3
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 3 +2y = -1
9 +2y = -1
2y +9 = -1 | -9
2y = -10 |:2
y = -5

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|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 11 (I) 2x +y = 5 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 11 (I) +y = ( 5 -2x ) (II)

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

3x -2 · ( 5 -2x ) = 11
3x -10 +4x = 11
7x -10 = 11 | +10
7x = 21 |:7
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -23

= 5 -6

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = -24 (I) 5x +2y = -20 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = -24 (I) 5x +2y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = -24
4y +2x = -24 | -2x
4y = -24 -2x |:4
y = -6 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - 1 2 x ) (I) 5x +2y = -20 (II)

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

5x + 2 · ( -6 - 1 2 x ) = -20
5x -12 - x = -20
4x -12 = -20 | +12
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - 1 2 ( -2 )

= -6 +1

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-3x = -5x +3( 3 + y) (I)
-5y = x -10 - y (II)
-3x = -5x +9 +3y | + 5x -3y (I)
-5y = x -10 - y | -x + y (II)
2x -3y = 9 (I) -x -4y = -10 (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 -4y = -10 | +4y
-x = -10 +4y |:(-1 )
x = 10 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x -3y = 9 (I) x = ( 10 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 10 -4y ) -3y = 9
20 -8y -3y = 9
-11y +20 = 9 | -20
-11y = -11 |:(-11 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -41

= 10 -4

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

1x +3y = ?

-2x -8y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

1x +3y = -3 +6 = 3

-2x -8y = 6 -16 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = 3

-2x -8y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -2 · ( -1 + x ) = 5
2x +2 -2x = 5
2 = 5 | -2
0 = 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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 106 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 116 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 +5y = 106 (I) 8x +5y = 116 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = 106
5y +3x = 106 | -3x
5y = 106 -3x |:5
y = 106 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 106 5 - 3 5 x ) (I) 8x +5y = 116 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 106 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 5 · ( 106 5 - 3 5 x ) = 116
8x +106 -3x = 116
5x +106 = 116 | -106
5x = 10 |:5
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 106 5 - 3 5 2

= 106 5 - 6 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (2|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20