Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +3y = 3 .

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

Lösung einblenden

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

43 +3y = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

43 +3y = 3
12 +3y = 3
3y +12 = 3 | -12
3y = -9 |:3
y = -3

Die Lösung ist somit: (3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|1)
denn 2⋅( - 4 ) +11 = -8 +1 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-1)
denn 2⋅( - 3 ) +1( - 1 ) = -6 -1 = -7

Oder : (-5|3)
denn 2⋅( - 5 ) +13 = -10 +3 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -10 (I) 4x +4y = 40 (II)

Lösung einblenden
-2x = -10 (I) 4x +4y = 40 (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) 4x +4y = 40 (II)

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

4 · 5 +4y = 40
20 +4y = 40
4y +20 = 40 | -20
4y = 20 |:4
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:

-x +2y = 9 (I) 3x +y = -13 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = 9 (I) 3x +y = -13 (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 = -13
y +3x = -13 | -3x
y = -13 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = 9 (I) +y = ( -13 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -13 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 2 · ( -13 -3x ) = 9
-x -26 -6x = 9
-7x -26 = 9 | +26
-7x = 35 |:(-7 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 -3( -5 )

= -13 +15

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -15 (I) 4x -5y = -18 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -15 (I) 4x -5y = -18 (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 -2y = -15 | +2y
-x = -15 +2y |:(-1 )
x = 15 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 -2y ) (I) 4x -5y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 15 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 15 -2y ) -5y = -18
60 -8y -5y = -18
-13y +60 = -18 | -60
-13y = -78 |:(-13 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -26

= 15 -12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -x -2 -3y (I)
-2( x +9 ) = x -1 -2y (II)

Lösung einblenden

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

0 = -x -2 -3y (I)
-2( x +9 ) = x -1 -2y (II)
0 = -x -2 -3y | + x +3y (I)
-2x -18 = x -1 -2y | + 18 - x +2y (II)
x +3y = -2 (I) -3x +2y = 17 (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 = -2 | -3y
x = -2 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -2 -3y ) (I) -3x +2y = 17 (II)

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

-3 · ( -2 -3y ) +2y = 17
6 +9y +2y = 17
11y +6 = 17 | -6
11y = 11 |:11
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -31

= -2 -3

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -5 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 = ?

-8x +7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-5x +3y = -15 -15 = -30

-8x +7y = -24 -35 = -59

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +3y = -30

-8x +7y = -59

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +4y = 24 (I) x +5y = 9 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = 24 (I) x +5y = 9 (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 = 9 | -5y
x = 9 -5y

Als neues LGS erhält man so:

5x +4y = 24 (I) x = ( 9 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 9 -5y ) +4y = 24
45 -25y +4y = 24
-21y +45 = 24 | -45
-21y = -21 |:(-21 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -51

= 9 -5

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 97 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 186 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 +3y = 97 (I) 6x +6y = 186 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +3y = 97
3y +7x = 97 | -7x
3y = 97 -7x |:3
y = 97 3 - 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 97 3 - 7 3 x ) (I) 6x +6y = 186 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 97 3 - 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 6 · ( 97 3 - 7 3 x ) = 186
6x +194 -14x = 186
-8x +194 = 186 | -194
-8x = -8 |:(-8 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 97 3 - 7 3 1

= 97 3 - 7 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30