Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x + y = -11 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-22 + y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-22 + y = -11
-4 + y = -11
y -4 = -11 | +4
y = -7

Die Lösung ist somit: (2|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +5y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|2)
denn 1⋅( - 1 ) +52 = -1 +10 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|1)
denn 1⋅4 +51 = 4 +5 = 9

Oder : (-6|3)
denn 1⋅( - 6 ) +53 = -6 +15 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = -24 (I) x -y = 7 (II)

Lösung einblenden
+4y = -24 (I) x -y = 7 (II)

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

4y = -24 |:4
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

+y = -6 (I) x -y = 7 (II)

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

x -1 · ( -6 ) = 7
x +6 = 7 | -6
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -13 (I) x -2y = 8 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -13 (I) x -2y = 8 (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 = 8 | +2y
x = 8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -13 (I) x = ( 8 +2y ) (II)

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

4 · ( 8 +2y ) + y = -13
32 +8y + y = -13
9y +32 = -13 | -32
9y = -45 |:9
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +2( -5 )

= 8 -10

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 7 (I) -2x +5y = 30 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 7 (I) -2x +5y = 30 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +3y = 7 | -3y
x = 7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 -3y ) (I) -2x +5y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 7 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 7 -3y ) +5y = 30
-14 +6y +5y = 30
11y -14 = 30 | +14
11y = 44 |:11
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -34

= 7 -12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

18 + y = 4x (I)
2( 2x -27 ) = -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:

18 + y = 4x (I)
2( 2x -27 ) = -5y (II)
18 + y = 4x | -18 -4x (I)
4x -54 = -5y | + 54 +5y (II)
-4x +y = -18 (I) 4x +5y = 54 (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:

-4x + y = -18
y -4x = -18 | +4x
y = -18 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -18 +4x ) (I) 4x +5y = 54 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -18 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( -18 +4x ) = 54
4x -90 +20x = 54
24x -90 = 54 | +90
24x = 144 |:24
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 +46

= -18 +24

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

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.:

1x +2y = ?

4x +9y = ?

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

1x +2y = -5 +4 = -1

4x +9y = -20 +18 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +2y = -1

4x +9y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +y = -1 (I) x -5y = 27 (II)

Lösung einblenden
2x +y = -1 (I) x -5y = 27 (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 -5y = 27 | +5y
x = 27 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = -1 (I) x = ( 27 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 27 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 27 +5y ) + y = -1
54 +10y + y = -1
11y +54 = -1 | -54
11y = -55 |:11
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 27 +5( -5 )

= 27 -25

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 181 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 110 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 +5y = 181 (I) 5x +3y = 110 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +5y = 181
5y +6x = 181 | -6x
5y = 181 -6x |:5
y = 181 5 - 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 181 5 - 6 5 x ) (I) 5x +3y = 110 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 181 5 - 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 181 5 - 6 5 x ) = 110
5x + 543 5 - 18 5 x = 110
7 5 x + 543 5 = 110 |⋅ 5
5( 7 5 x + 543 5 ) = 550
7x +543 = 550 | -543
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 181 5 - 6 5 1

= 181 5 - 6 5

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (1|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35