Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

5x -20 = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -20 = 15
5x = 15 |:5
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|7)
denn -1⋅( - 7 ) -27 = 7 -14 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|8)
denn -1⋅( - 9 ) -28 = 9 -16 = -7

Oder : (-5|6)
denn -1⋅( - 5 ) -26 = 5 -12 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -2y = 7 (I) +2y = -2 (II)

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

2y = -2 |:2
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · ( -1 ) = 7
-x +2 = 7 | -2
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = 15 (I) 4x +y = 21 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 15 (I) 4x +y = 21 (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 = 21
y +4x = 21 | -4x
y = 21 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = 15 (I) +y = ( 21 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 21 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -1 · ( 21 -4x ) = 15
2x -21 +4x = 15
6x -21 = 15 | +21
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 -46

= 21 -24

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -5y = -17 (I) 5x +3y = 33 (II)

Lösung einblenden
-2x -5y = -17 (I) 5x +3y = 33 (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) 5x +3y = 33 (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:

5x + 3 · ( 17 5 - 2 5 x ) = 33
5x + 51 5 - 6 5 x = 33
19 5 x + 51 5 = 33 |⋅ 5
5( 19 5 x + 51 5 ) = 165
19x +51 = 165 | -51
19x = 114 |:19
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 (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x + 2 3 y = - 4 3 (I) - 3 4 x - 3 5 y = 21 20 (II)

Lösung einblenden
2 3 x + 2 3 y = - 4 3 (I) - 3 4 x - 3 5 y = 21 20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2 3 x + 2 3 y = - 4 3
2 3 y + 2 3 x = - 4 3 |⋅ 3
3( 2 3 y + 2 3 x) = -4
2y +2x = -4 | -2x
2y = -4 -2x |:2
y = -2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 - x ) (I) - 3 4 x - 3 5 y = 21 20 (II)

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

- 3 4 x - 3 5 · ( -2 - x ) = 21 20
- 3 4 x + 6 5 + 3 5 x = 21 20
- 3 20 x + 6 5 = 21 20 |⋅ 20
20( - 3 20 x + 6 5 ) = 21
-3x +24 = 21 | -24
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 1

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 +2y = ?

-4x -1y = ?

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

-5x +2y = 20 +2 = 22

-4x -1y = 16 -1 = 15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +2y = 22

-4x -1y = 15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = -16 (I) 5x +y = 22 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -16 (I) 5x +y = 22 (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:

5x + y = 22
y +5x = 22 | -5x
y = 22 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = -16 (I) +y = ( 22 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 22 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( 22 -5x ) = -16
-3x -44 +10x = -16
7x -44 = -16 | +44
7x = 28 |:7
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 -54

= 22 -20

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 78 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 93 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 +4y = 78 (I) 9x +5y = 93 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +4y = 78
4y +9x = 78 | -9x
4y = 78 -9x |:4
y = 39 2 - 9 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 2 - 9 4 x ) (I) 9x +5y = 93 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 2 - 9 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 5 · ( 39 2 - 9 4 x ) = 93
9x + 195 2 - 45 4 x = 93
- 9 4 x + 195 2 = 93 |⋅ 4
4( - 9 4 x + 195 2 ) = 372
-9x +390 = 372 | -390
-9x = -18 |:(-9 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 2 - 9 4 2

= 39 2 - 9 2

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (2|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15