Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

( -4 ) -2y = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -4 ) -2y = 4
-4 -2y = 4
-2y -4 = 4 | +4
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|4)
denn -5⋅6 +34 = -30 +12 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|9)
denn -5⋅9 +39 = -45 +27 = -18

Oder : (3|-1)
denn -5⋅3 +3( - 1 ) = -15 -3 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

y = 1


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

2x -1 · 1 = -7
2x -1 = -7 | +1
2x = -6 |:2
x = -3

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: (-3|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -14 (I) 3x +y = 23 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -14 (I) 3x +y = 23 (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:

3x + y = 23
y +3x = 23 | -3x
y = 23 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -14 (I) +y = ( 23 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 23 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( 23 -3x ) = -14
-4x +46 -6x = -14
-10x +46 = -14 | -46
-10x = -60 |:(-10 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 -36

= 23 -18

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = -16 (I) 2x -4y = -8 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -16 (I) 2x -4y = -8 (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:

-5x + y = -16
y -5x = -16 | +5x
y = -16 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -16 +5x ) (I) 2x -4y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -16 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -16 +5x ) = -8
2x +64 -20x = -8
-18x +64 = -8 | -64
-18x = -72 |:(-18 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 +54

= -16 +20

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x +4 )+2y = 0 (I)
-2y = 2( -2x +7 ) (II)

Lösung einblenden

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

5( -x +4 )+2y = 0 (I)
-2y = 2( -2x +7 ) (II)
-5x +20 +2y = 0 | -20 (I)
-2y = -4x +14 | + 4x (II)
-5x +2y = -20 (I) 4x -2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = -20
2y -5x = -20 | +5x
2y = -20 +5x |:2
y = -10 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 + 5 2 x ) (I) 4x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -10 + 5 2 x ) = 14
4x +20 -5x = 14
-x +20 = 14 | -20
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 + 5 2 6

= -10 +15

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

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.:

-5x -5y = ?

-1x +1y = ?

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

-5x -5y = -5 -20 = -25

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -5y = -25

-1x +1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

16x +16y = -5 (I) -4x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
16x +16y = -5 (I) -4x -4y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

16x +16y = -5
16y +16x = -5 | -16x
16y = -5 -16x |:16
y = - 5 16 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 16 - x ) (I) -4x -4y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 5 16 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( - 5 16 - x ) = 1
-4x + 5 4 +4x = 1
5 4 = 1 | - 5 4
0 = - 1 4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 93 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 69 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:

6x +5y = 93 (I) 3x +4y = 69 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +5y = 93
5y +6x = 93 | -6x
5y = 93 -6x |:5
y = 93 5 - 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 93 5 - 6 5 x ) (I) 3x +4y = 69 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 93 5 - 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 93 5 - 6 5 x ) = 69
3x + 372 5 - 24 5 x = 69
- 9 5 x + 372 5 = 69 |⋅ 5
5( - 9 5 x + 372 5 ) = 345
-9x +372 = 345 | -372
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 93 5 - 6 5 3

= 93 5 - 18 5

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15