Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 26 .

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

Lösung einblenden

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

-2( -3 ) +5y = 26

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -3 ) +5y = 26
6 +5y = 26
5y +6 = 26 | -6
5y = 20 |:5
y = 4

Die Lösung ist somit: (-3|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-7)
denn 2⋅1 +1( - 7 ) = 2 -7 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-9)
denn 2⋅2 +1( - 9 ) = 4 -9 = -5

Oder : (0|-5)
denn 2⋅0 +1( - 5 ) = 0 -5 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = -16 (I) -3x = 18 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -16 (I) -3x = 18 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

2x -y = -16 (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:

2 · ( -6 ) - y = -16
-12 - y = -16
-y -12 = -16 | +12
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 12 (I) -2x -4y = 2 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 12 (I) -2x -4y = 2 (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 = 12
y +3x = 12 | -3x
y = 12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 -3x ) (I) -2x -4y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 12 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -4 · ( 12 -3x ) = 2
-2x -48 +12x = 2
10x -48 = 2 | +48
10x = 50 |:10
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -35

= 12 -15

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = 42 (I) -4x +2y = -16 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = 42 (I) -4x +2y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 42
3y +5x = 42 | -5x
3y = 42 -5x |:3
y = 14 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 - 5 3 x ) (I) -4x +2y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 14 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( 14 - 5 3 x ) = -16
-4x +28 - 10 3 x = -16
- 22 3 x +28 = -16 |⋅ 3
3( - 22 3 x +28 ) = -48
-22x +84 = -48 | -84
-22x = -132 |:(-22 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 - 5 3 6

= 14 -10

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x -3y = - 24 5 (I) 1 4 x - 1 3 y = - 7 6 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x -3y = - 24 5 (I) 1 4 x - 1 3 y = - 7 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 3 5 x -3y = - 24 5
-3y - 3 5 x = - 24 5 |⋅ 5
5( -3y - 3 5 x) = -24
-15y -3x = -24 | +3x
-15y = -24 +3x |:(-15 )
y = 8 5 - 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 5 - 1 5 x ) (I) 1 4 x - 1 3 y = - 7 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 5 - 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 4 x - 1 3 · ( 8 5 - 1 5 x ) = - 7 6
1 4 x - 8 15 + 1 15 x = - 7 6
19 60 x - 8 15 = - 7 6 |⋅ 60
60( 19 60 x - 8 15 ) = -70
19x -32 = -70 | +32
19x = -38 |:19
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 5 - 1 5 ( -2 )

= 8 5 + 2 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

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.:

3x +4y = ?

7x +12y = ?

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

3x +4y = -3 -16 = -19

7x +12y = -7 -48 = -55

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = -19

7x +12y = -55

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +y = 1 (I) -12x -3y = -3 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 1 (I) -12x -3y = -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:

4x + y = 1
y +4x = 1 | -4x
y = 1 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -4x ) (I) -12x -3y = -3 (II)

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

-12x -3 · ( 1 -4x ) = -3
-12x -3 +12x = -3
-3 = -3 | +3
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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 43 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 48 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:

3x +2y = 43 (I) 8x +2y = 48 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = 43
2y +3x = 43 | -3x
2y = 43 -3x |:2
y = 43 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 43 2 - 3 2 x ) (I) 8x +2y = 48 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 43 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 43 2 - 3 2 x ) = 48
8x +43 -3x = 48
5x +43 = 48 | -43
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 43 2 - 3 2 1

= 43 2 - 3 2

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (1|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20