Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = 15 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

53 -2y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

53 -2y = 15
15 -2y = 15
-2y +15 = 15 | -15
-2y = 0 |:(-2 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (3|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|4)
denn -3⋅2 -44 = -6 -16 = -22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|7)
denn -3⋅( - 2 ) -47 = 6 -28 = -22

Oder : (6|1)
denn -3⋅6 -41 = -18 -4 = -22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -4


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

4 · ( -4 ) +2y = -14
-16 +2y = -14
2y -16 = -14 | +16
2y = 2 |:2
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x +y = -9 (I) x +2y = 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 +2y = 10 | -2y
x = 10 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( 10 -2y ) + y = -9
-30 +6y + y = -9
7y -30 = -9 | +30
7y = 21 |:7
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -23

= 10 -6

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = -10 (I) -2x +5y = -13 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -10 (I) -2x +5y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 5 · ( 5 - 3 2 x ) = -13
-2x +25 - 15 2 x = -13
- 19 2 x +25 = -13 |⋅ 2
2( - 19 2 x +25 ) = -26
-19x +50 = -26 | -50
-19x = -76 |:(-19 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 3 2 4

= 5 -6

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x +y = 4 3 (I) 2x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
- 1 3 x +y = 4 3 (I) 2x +y = -8 (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 = -8
y +2x = -8 | -2x
y = -8 -2x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 3 x +y = 4 3 (I) +y = ( -8 -2x ) (II)

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

- 1 3 x + 1 · ( -8 -2x ) = 4 3
- 1 3 x -8 -2x = 4 3
- 7 3 x -8 = 4 3 |⋅ 3
3( - 7 3 x -8 ) = 4
-7x -24 = 4 | +24
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -2( -4 )

= -8 +8

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

5x +1y = ?

6x -2y = ?

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

5x +1y = 25 -2 = 23

6x -2y = 30 +4 = 34

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +1y = 23

6x -2y = 34

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +4y = -24 (I) -5x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = -24 (I) -5x +y = -6 (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:

-5x + y = -6
y -5x = -6 | +5x
y = -6 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = -24 (I) +y = ( -6 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -6 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 4 · ( -6 +5x ) = -24
-2x -24 +20x = -24
18x -24 = -24 | +24
18x = 0 |:18
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 +50

= -6 +0

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 69 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 122 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 +4y = 69 (I) 2x +8y = 122 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +4y = 69
4y +9x = 69 | -9x
4y = 69 -9x |:4
y = 69 4 - 9 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 69 4 - 9 4 x ) (I) 2x +8y = 122 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 69 4 - 9 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 8 · ( 69 4 - 9 4 x ) = 122
2x +138 -18x = 122
-16x +138 = 122 | -138
-16x = -16 |:(-16 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 69 4 - 9 4 1

= 69 4 - 9 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15