Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = 17 .

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

Lösung einblenden

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

-3 +4y = 17

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3 +4y = 17
-3 +4y = 17
4y -3 = 17 | +3
4y = 20 |:4
y = 5

Die Lösung ist somit: (3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-3)
denn 3⋅( - 2 ) -5( - 3 ) = -6 +15 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-6)
denn 3⋅( - 7 ) -5( - 6 ) = -21 +30 = 9

Oder : (3|0)
denn 3⋅3 -50 = 9 +0 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = 6 |:2
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · 3 = 6
3x -6 = 6 | +6
3x = 12 |:3
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = -8 (I) 4x +y = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = -8 (I) 4x +y = -10 (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 = -10
y +4x = -10 | -4x
y = -10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -8 (I) +y = ( -10 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( -10 -4x ) = -8
-4x +40 +16x = -8
12x +40 = -8 | -40
12x = -48 |:12
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -4( -4 )

= -10 +16

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -2y = -12 (I) x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = -12 (I) x +y = -8 (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 = -8
y + x = -8 | - x
y = -8 - x

Als neues LGS erhält man so:

5x -2y = -12 (I) +y = ( -8 - x ) (II)

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

5x -2 · ( -8 - x ) = -12
5x +16 +2x = -12
7x +16 = -12 | -16
7x = -28 |:7
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 - ( -4 )

= -8 +4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

31 +3y = -2x +1 (I)
2 +5y = -x -28 + y (II)

Lösung einblenden

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

31 +3y = -2x +1 | -31 +2x (I)
2 +5y = -x -28 + y | -2 + x - y (II)
2x +3y = -30 (I) x +4y = -30 (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 +4y = -30 | -4y
x = -30 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = -30 (I) x = ( -30 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -30 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -30 -4y ) +3y = -30
-60 -8y +3y = -30
-5y -60 = -30 | +60
-5y = 30 |:(-5 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -30 -4( -6 )

= -30 +24

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

2x -3y = ?

3x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

2x -3y = 6 -12 = -6

3x -3y = 9 -12 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = -6

3x -3y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -3 +3y ) +6y = 6
6 -6y +6y = 6
6 = 6 | -6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y 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 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 175 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 395 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 +4y = 175 (I) 7x +9y = 395 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 175
4y +3x = 175 | -3x
4y = 175 -3x |:4
y = 175 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 175 4 - 3 4 x ) (I) 7x +9y = 395 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 175 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 175 4 - 3 4 x ) = 395
7x + 1575 4 - 27 4 x = 395
1 4 x + 1575 4 = 395 |⋅ 4
4( 1 4 x + 1575 4 ) = 1580
x +1575 = 1580 | -1575
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 175 4 - 3 4 5

= 175 4 - 15 4

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (5|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40