Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-4x +2( -6 ) = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x +2( -6 ) = 4
-4x -12 = 4 | +12
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = -34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-6)
denn -5⋅2 +4( - 6 ) = -10 -24 = -34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-1)
denn -5⋅6 +4( - 1 ) = -30 -4 = -34

Oder : (-2|-11)
denn -5⋅( - 2 ) +4( - 11 ) = 10 -44 = -34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 10 (I) -2x +y = 15 (II)

Lösung einblenden
-2x = 10 (I) -2x +y = 15 (II)

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

-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) -2x +y = 15 (II)

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

-2 · ( -5 ) + y = 15
10 + y = 15
y +10 = 15 | -10
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = 20 (I) x -3y = 14 (II)

Lösung einblenden
-2x -2y = 20 (I) x -3y = 14 (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 = 14 | +3y
x = 14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -2y = 20 (I) x = ( 14 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 14 +3y ) -2y = 20
-28 -6y -2y = 20
-8y -28 = 20 | +28
-8y = 48 |:(-8 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 +3( -6 )

= 14 -18

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +5y = -15 (I) 5x +y = -3 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = -15 (I) 5x +y = -3 (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 = -3
y +5x = -3 | -5x
y = -3 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = -15 (I) +y = ( -3 -5x ) (II)

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

-4x + 5 · ( -3 -5x ) = -15
-4x -15 -25x = -15
-29x -15 = -15 | +15
-29x = 0 |:(-29 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 -5( 0 )

= -3 +0

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2( 2 - y) = -3y (I)
-18 -5y = 3x +2 (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 +2( 2 - y) = -3y (I)
-18 -5y = 3x +2 (II)
-3x +4 -2y = -3y | -4 +3y (I)
-18 -5y = 3x +2 | + 18 -3x (II)
-3x +y = -4 (I) -3x -5y = 20 (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:

-3x + y = -4
y -3x = -4 | +3x
y = -4 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 +3x ) (I) -3x -5y = 20 (II)

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

-3x -5 · ( -4 +3x ) = 20
-3x +20 -15x = 20
-18x +20 = 20 | -20
-18x = 0 |:(-18 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +3( 0 )

= -4 +0

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

-2x -4y = ?

1x -1y = ?

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

-2x -4y = -2 +4 = 2

1x -1y = 1 +1 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 2

1x -1y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = -4 (I) x +y = 1 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -4 (I) +y = ( 1 - x ) (II)

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

-4x -4 · ( 1 - x ) = -4
-4x -4 +4x = -4
-4 = -4 | +4
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 142 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 143 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:

2x +4y = 142 (I) 3x +4y = 143 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = 142
4y +2x = 142 | -2x
4y = 142 -2x |:4
y = 71 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 71 2 - 1 2 x ) (I) 3x +4y = 143 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 71 2 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 71 2 - 1 2 x ) = 143
3x +142 -2x = 143
x +142 = 143 | -142
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 71 2 - 1 2 1

= 71 2 - 1 2

= 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