Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = -30 .

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

Lösung einblenden

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

-23 -4y = -30

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-23 -4y = -30
-6 -4y = -30
-4y -6 = -30 | +6
-4y = -24 |:(-4 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (3|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = -10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|2)
denn 4⋅0 -52 = 0 -10 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-2)
denn 4⋅( - 5 ) -5( - 2 ) = -20 +10 = -10

Oder : (5|6)
denn 4⋅5 -56 = 20 -30 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 30 (I) -4x = -24 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 30 (I) -4x = -24 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = 30 (I) x = 6 (II)

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

4 · 6 +2y = 30
24 +2y = 30
2y +24 = 30 | -24
2y = 6 |:2
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -2 -2y ) +3y = -6
-4 -4y +3y = -6
-y -4 = -6 | +4
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -22

= -2 -4

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = 20 (I) 5x -5y = 25 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = 20 (I) 5x -5y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = 20
2y +3x = 20 | -3x
2y = 20 -3x |:2
y = 10 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 - 3 2 x ) (I) 5x -5y = 25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 10 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( 10 - 3 2 x ) = 25
5x -50 + 15 2 x = 25
25 2 x -50 = 25 |⋅ 2
2( 25 2 x -50 ) = 50
25x -100 = 50 | +100
25x = 150 |:25
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 - 3 2 6

= 10 -9

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x +y = 11 2 (I) x + 1 2 y = 7 2 (II)

Lösung einblenden
1 2 x +y = 11 2 (I) x + 1 2 y = 7 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 + 1 2 y = 7 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 7
2x + y = 7 | - y
2x = 7 - y |:2
x = 7 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x +y = 11 2 (I) x = ( 7 2 - 1 2 y ) (II)

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

1 2 · ( 7 2 - 1 2 y ) + y = 11 2
7 4 - 1 4 y + y = 11 2
3 4 y + 7 4 = 11 2 |⋅ 4
4( 3 4 y + 7 4 ) = 22
3y +7 = 22 | -7
3y = 15 |:3
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 2 - 1 2 5

= 7 2 - 5 2

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

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 -5y = ?

-3x -17y = ?

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

-1x -5y = -5 +10 = 5

-3x -17y = -15 +34 = 19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = 5

-3x -17y = 19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 17 (I) -3x +4y = 22 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 17 (I) -3x +4y = 22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 17
5y -2x = 17 | +2x
5y = 17 +2x |:5
y = 17 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 5 + 2 5 x ) (I) -3x +4y = 22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( 17 5 + 2 5 x ) = 22
-3x + 68 5 + 8 5 x = 22
- 7 5 x + 68 5 = 22 |⋅ 5
5( - 7 5 x + 68 5 ) = 110
-7x +68 = 110 | -68
-7x = 42 |:(-7 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 5 + 2 5 ( -6 )

= 17 5 - 12 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 76 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 112 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 +2y = 76 (I) 7x +3y = 112 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +2y = 76
2y +6x = 76 | -6x
2y = 76 -6x |:2
y = 38 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 38 -3x ) (I) 7x +3y = 112 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 38 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 3 · ( 38 -3x ) = 112
7x +114 -9x = 112
-2x +114 = 112 | -114
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 38 -31

= 38 -3

= 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