Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -2y = -8 .

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

Lösung einblenden

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

2x -2( -3 ) = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -2( -3 ) = -8
2x +6 = -8 | -6
2x = -14 |:2
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x - y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-6)
denn 5⋅( - 1 ) -1( - 6 ) = -5 +6 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-11)
denn 5⋅( - 2 ) -1( - 11 ) = -10 +11 = 1

Oder : (0|-1)
denn 5⋅0 -1( - 1 ) = 0 +1 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x = 18 (I) -2x +3y = -3 (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 = 18 |:(-3 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

x = -6 (I) -2x +3y = -3 (II)

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

-2 · ( -6 ) +3y = -3
12 +3y = -3
3y +12 = -3 | -12
3y = -15 |:3
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 15 (I) x +2y = 2 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 15 (I) x +2y = 2 (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 = 2 | -2y
x = 2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 15 (I) x = ( 2 -2y ) (II)

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

-3 · ( 2 -2y ) + y = 15
-6 +6y + y = 15
7y -6 = 15 | +6
7y = 21 |:7
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -23

= 2 -6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -42 (I) 3x +y = -22 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -42 (I) 3x +y = -22 (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 = -22
y +3x = -22 | -3x
y = -22 -3x

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = -42 (I) +y = ( -22 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -22 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( -22 -3x ) = -42
5x -66 -9x = -42
-4x -66 = -42 | +66
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -22 -3( -6 )

= -22 +18

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

1 2 x + 1 3 · ( -1 - x ) = - 1 3
1 2 x - 1 3 - 1 3 x = - 1 3
1 6 x - 1 3 = - 1 3 |⋅ 6
6( 1 6 x - 1 3 ) = -2
x -2 = -2 | +2
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 0

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

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.:

-5x -1y = ?

-6x +1y = ?

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

-5x -1y = 15 +1 = 16

-6x +1y = 18 -1 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -1y = 16

-6x +1y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +5y = -5 (I) 4x -4y = 28 (II)

Lösung einblenden
x +5y = -5 (I) 4x -4y = 28 (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 +5y = -5 | -5y
x = -5 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -5 -5y ) (I) 4x -4y = 28 (II)

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

4 · ( -5 -5y ) -4y = 28
-20 -20y -4y = 28
-24y -20 = 28 | +20
-24y = 48 |:(-24 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -5( -2 )

= -5 +10

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 122 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 172 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:

7x +2y = 122 (I) 2x +4y = 172 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +2y = 122
2y +7x = 122 | -7x
2y = 122 -7x |:2
y = 61 - 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 61 - 7 2 x ) (I) 2x +4y = 172 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 61 - 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 61 - 7 2 x ) = 172
2x +244 -14x = 172
-12x +244 = 172 | -244
-12x = -72 |:(-12 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 61 - 7 2 6

= 61 -21

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (6|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40