Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -2y = -36 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

4( -7 ) -2y = -36

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -7 ) -2y = -36
-28 -2y = -36
-2y -28 = -36 | +28
-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-7|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = -35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|7)
denn 1⋅( - 7 ) -47 = -7 -28 = -35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-11|6)
denn 1⋅( - 11 ) -46 = -11 -24 = -35

Oder : (-3|8)
denn 1⋅( - 3 ) -48 = -3 -32 = -35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+2y = -6 (I) 4x +y = -19 (II)

Lösung einblenden
+2y = -6 (I) 4x +y = -19 (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) 4x +y = -19 (II)

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

4x + 1 · ( -3 ) = -19
4x -3 = -19 | +3
4x = -16 |:4
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:

x +3y = 9 (I) x +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 9 (I) x +2y = 8 (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 +2y = 8 | -2y
x = 8 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 9 (I) x = ( 8 -2y ) (II)

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

1 · ( 8 -2y ) +3y = 9
8 -2y +3y = 9
y +8 = 9 | -8
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -21

= 8 -2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -3y = -11 (I) 2x -2y = 14 (II)

Lösung einblenden
-5x -3y = -11 (I) 2x -2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -3y = -11
-3y -5x = -11 | +5x
-3y = -11 +5x |:(-3 )
y = 11 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 3 - 5 3 x ) (I) 2x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( 11 3 - 5 3 x ) = 14
2x - 22 3 + 10 3 x = 14
16 3 x - 22 3 = 14 |⋅ 3
3( 16 3 x - 22 3 ) = 42
16x -22 = 42 | +22
16x = 64 |:16
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 3 - 5 3 4

= 11 3 - 20 3

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

3x = 5x +3( 2 - y) (I)
-y = 2( x -4 )+3y (II)
3x = 5x +6 -3y | -5x +3y (I)
-y = 2x -8 +3y | -2x -3y (II)
-2x +3y = 6 (I) -2x -4y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 + 2 3 x ) (I) -2x -4y = -8 (II)

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

-2x -4 · ( 2 + 2 3 x ) = -8
-2x -8 - 8 3 x = -8
- 14 3 x -8 = -8 |⋅ 3
3( - 14 3 x -8 ) = -24
-14x -24 = -24 | +24
-14x = 0 |:(-14 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 + 2 3 ( 0 )

= 2 +0

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

3x +1y = ?

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

5x -1y = -5 +1 = -4

3x +1y = -3 -1 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -1y = -4

3x +1y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +4y = -2 (I) -2x -2y = 1 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = -2 (I) -2x -2y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = -2
4y +4x = -2 | -4x
4y = -2 -4x |:4
y = - 1 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( - 1 2 - x ) = 1
-2x +1 +2x = 1
1 = 1 | -1
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 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 296 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 92 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:

4x +7y = 296 (I) 3x +2y = 92 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +7y = 296
7y +4x = 296 | -4x
7y = 296 -4x |:7
y = 296 7 - 4 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 296 7 - 4 7 x ) (I) 3x +2y = 92 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 296 7 - 4 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 296 7 - 4 7 x ) = 92
3x + 592 7 - 8 7 x = 92
13 7 x + 592 7 = 92 |⋅ 7
7( 13 7 x + 592 7 ) = 644
13x +592 = 644 | -592
13x = 52 |:13
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 296 7 - 4 7 4

= 296 7 - 16 7

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40