Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = -28 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

4x -41 = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -41 = -28
4x -4 = -28 | +4
4x = -24 |:4
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -2y = -32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|4)
denn 4⋅( - 6 ) -24 = -24 -8 = -32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|0)
denn 4⋅( - 8 ) -20 = -32 +0 = -32

Oder : (-4|8)
denn 4⋅( - 4 ) -28 = -16 -16 = -32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x = 3 (I) 4x +2y = 0 (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:

4 · 3 +2y = 0
12 +2y = 0
2y +12 = 0 | -12
2y = -12 |:2
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 11 (I) x +3y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 11 (I) x +3y = 16 (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 = 16 | -3y
x = 16 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = 11 (I) x = ( 16 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 16 -3y ) +3y = 11
-64 +12y +3y = 11
15y -64 = 11 | +64
15y = 75 |:15
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -35

= 16 -15

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = -30 (I) x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = -30 (I) x +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:

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

Als neues LGS erhält man so:

5x -5y = -30 (I) +y = ( 6 - x ) (II)

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

5x -5 · ( 6 - x ) = -30
5x -30 +5x = -30
10x -30 = -30 | +30
10x = 0 |:10
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 -3y = -3x +23 - y (I)
4y = -5x -9 (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 -3y = -3x +23 - y | -2 +3x + y (I)
4y = -5x -9 | + 5x (II)
3x -2y = 21 (I) 5x +4y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 21
-2y +3x = 21 | -3x
-2y = 21 -3x |:(-2 )
y = - 21 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 21 2 + 3 2 x ) (I) 5x +4y = -9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 21 2 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 4 · ( - 21 2 + 3 2 x ) = -9
5x -42 +6x = -9
11x -42 = -9 | +42
11x = 33 |:11
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 21 2 + 3 2 3

= - 21 2 + 9 2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 +5y = ?

-2x +2y = ?

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

-3x +5y = 15 +5 = 20

-2x +2y = 10 +2 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +5y = 20

-2x +2y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -3y = 12 (I) 4x +3y = -18 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = 12 (I) 4x +3y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -3y = 12
-3y -2x = 12 | +2x
-3y = 12 +2x |:(-3 )
y = -4 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 - 2 3 x ) (I) 4x +3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -4 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( -4 - 2 3 x ) = -18
4x -12 -2x = -18
2x -12 = -18 | +12
2x = -6 |:2
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 - 2 3 ( -3 )

= -4 +2

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 307 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 181 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 = 307 (I) 2x +5y = 181 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +8y = 307
8y +9x = 307 | -9x
8y = 307 -9x |:8
y = 307 8 - 9 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 307 8 - 9 8 x ) (I) 2x +5y = 181 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 307 8 - 9 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 307 8 - 9 8 x ) = 181
2x + 1535 8 - 45 8 x = 181
- 29 8 x + 1535 8 = 181 |⋅ 8
8( - 29 8 x + 1535 8 ) = 1448
-29x +1535 = 1448 | -1535
-29x = -87 |:(-29 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 307 8 - 9 8 3

= 307 8 - 27 8

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (3|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35