Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = 15 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-x -5( -2 ) = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -5( -2 ) = 15
-x +10 = 15 | -10
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = 14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-5)
denn 2⋅( - 3 ) -4( - 5 ) = -6 +20 = 14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-7)
denn 2⋅( - 7 ) -4( - 7 ) = -14 +28 = 14

Oder : (1|-3)
denn 2⋅1 -4( - 3 ) = 2 +12 = 14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x = -5 (I) -3x -y = 17 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -5


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

-3 · ( -5 ) - y = 17
15 - y = 17
-y +15 = 17 | -15
-y = 2 |:(-1 )
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +y = 3 (I) 4x +y = 7 (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 = 7
y +4x = 7 | -4x
y = 7 -4x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 1 · ( 7 -4x ) = 3
2x +7 -4x = 3
-2x +7 = 3 | -7
-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -42

= 7 -8

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x +y = 7 (I) 4x +3y = -5 (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 = 7
y -3x = 7 | +3x
y = 7 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 3 · ( 7 +3x ) = -5
4x +21 +9x = -5
13x +21 = -5 | -21
13x = -26 |:13
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 +3( -2 )

= 7 -6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x - 2 3 y = - 17 6 (I) - 3 2 x +y = 7 2 (II)

Lösung einblenden
1 2 x - 2 3 y = - 17 6 (I) - 3 2 x +y = 7 2 (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:

- 3 2 x + y = 7 2
y - 3 2 x = 7 2 |⋅ 2
2( y - 3 2 x) = 7
2y -3x = 7 | +3x
2y = 7 +3x |:2
y = 7 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x - 2 3 y = - 17 6 (I) +y = ( 7 2 + 3 2 x ) (II)

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

1 2 x - 2 3 · ( 7 2 + 3 2 x ) = - 17 6
1 2 x - 7 3 - x = - 17 6
- 1 2 x - 7 3 = - 17 6 |⋅ 6
6( - 1 2 x - 7 3 ) = -17
-3x -14 = -17 | +14
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 3 2 1

= 7 2 + 3 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-4x +2y = ?

-5x +1y = ?

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

-4x +2y = 8 -10 = -2

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +2y = -2

-5x +1y = 5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -2y = 22 (I) 3x +5y = -15 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 22 (I) 3x +5y = -15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 22
-2y +2x = 22 | -2x
-2y = 22 -2x |:(-2 )
y = -11 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 + x ) (I) 3x +5y = -15 (II)

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

3x + 5 · ( -11 + x ) = -15
3x -55 +5x = -15
8x -55 = -15 | +55
8x = 40 |:8
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 329 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 164 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:

9x +8y = 329 (I) 4x +4y = 164 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +8y = 329
8y +9x = 329 | -9x
8y = 329 -9x |:8
y = 329 8 - 9 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 329 8 - 9 8 x ) (I) 4x +4y = 164 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 329 8 - 9 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 329 8 - 9 8 x ) = 164
4x + 329 2 - 9 2 x = 164
- 1 2 x + 329 2 = 164 |⋅ 2
2( - 1 2 x + 329 2 ) = 328
-x +329 = 328 | -329
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 329 8 - 9 8 1

= 329 8 - 9 8

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (1|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40