Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 19 .

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 = 19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

53 +2y = 19
15 +2y = 19
2y +15 = 19 | -15
2y = 4 |:2
y = 2

Die Lösung ist somit: (3|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-3)
denn 4⋅5 +4( - 3 ) = 20 -12 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|-7)
denn 4⋅9 +4( - 7 ) = 36 -28 = 8

Oder : (1|1)
denn 4⋅1 +41 = 4 +4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = -15 (I) -3x +4y = -29 (II)

Lösung einblenden
+3y = -15 (I) -3x +4y = -29 (II)

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

3y = -15 |:3
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

+y = -5 (I) -3x +4y = -29 (II)

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

-3x + 4 · ( -5 ) = -29
-3x -20 = -29 | +20
-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

2x + y = -3
y +2x = -3 | -2x
y = -3 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -3 · ( -3 -2x ) = 14
-x +9 +6x = 14
5x +9 = 14 | -9
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 -21

= -3 -2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -2y = 42 (I) 3x +3y = 0 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = 42 (I) 3x +3y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 42
-2y +5x = 42 | -5x
-2y = 42 -5x |:(-2 )
y = -21 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -21 + 5 2 x ) (I) 3x +3y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -21 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( -21 + 5 2 x ) = 0
3x -63 + 15 2 x = 0
21 2 x -63 = 0 |⋅ 2
2( 21 2 x -63 ) = 0
21x -126 = 0 | +126
21x = 126 |:21
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -21 + 5 2 6

= -21 +15

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = -26 -5y (I)
2x -3y = 6 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

2x = -26 -5y | + 5y (I)
2x -3y = 6 (II)
2x +5y = -26 (I) 2x -3y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = -26
5y +2x = -26 | -2x
5y = -26 -2x |:5
y = - 26 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 26 5 - 2 5 x ) (I) 2x -3y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 26 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( - 26 5 - 2 5 x ) = 6
2x + 78 5 + 6 5 x = 6
16 5 x + 78 5 = 6 |⋅ 5
5( 16 5 x + 78 5 ) = 30
16x +78 = 30 | -78
16x = -48 |:16
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 26 5 - 2 5 ( -3 )

= - 26 5 + 6 5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 4 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 -3y = ?

6x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

5x -3y = 5 -12 = -7

6x -3y = 6 -12 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -3y = -7

6x -3y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +5y = 30 (I) -4x +y = -24 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = 30 (I) -4x +y = -24 (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:

-4x + y = -24
y -4x = -24 | +4x
y = -24 +4x

Als neues LGS erhält man so:

5x +5y = 30 (I) +y = ( -24 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -24 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( -24 +4x ) = 30
5x -120 +20x = 30
25x -120 = 30 | +120
25x = 150 |:25
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -24 +46

= -24 +24

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (6|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 36 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 126 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 +2y = 36 (I) 2x +8y = 126 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 36
2y +2x = 36 | -2x
2y = 36 -2x |:2
y = 18 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 - x ) (I) 2x +8y = 126 (II)

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

2x + 8 · ( 18 - x ) = 126
2x +144 -8x = 126
-6x +144 = 126 | -144
-6x = -18 |:(-6 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 - 3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15