Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = -16 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

-41 -2y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-41 -2y = -16
-4 -2y = -16
-2y -4 = -16 | +4
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (1|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = -32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn -5⋅6 +1( - 2 ) = -30 -2 = -32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|3)
denn -5⋅7 +13 = -35 +3 = -32

Oder : (5|-7)
denn -5⋅5 +1( - 7 ) = -25 -7 = -32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -15 (I) 2x +3y = -28 (II)

Lösung einblenden
3x = -15 (I) 2x +3y = -28 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -5 ) +3y = -28
-10 +3y = -28
3y -10 = -28 | +10
3y = -18 |:3
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -23 (I) -4x +y = 17 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -23 (I) -4x +y = 17 (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 = 17
y -4x = 17 | +4x
y = 17 +4x

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -23 (I) +y = ( 17 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 1 · ( 17 +4x ) = -23
4x +17 +4x = -23
8x +17 = -23 | -17
8x = -40 |:8
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 +4( -5 )

= 17 -20

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 12 (I) 2x -3y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 12 (I) 2x -3y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +2y = 12
2y -3x = 12 | +3x
2y = 12 +3x |:2
y = 6 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( 6 + 3 2 x ) = -8
2x -18 - 9 2 x = -8
- 5 2 x -18 = -8 |⋅ 2
2( - 5 2 x -18 ) = -16
-5x -36 = -16 | +36
-5x = 20 |:(-5 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 3 2 ( -4 )

= 6 -6

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +y = -7 (I) -x - 1 2 y = -1 (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 - 1 2 y = -1 |⋅ 2
2( -x - 1 2 y) = -2
-2x - y = -2 | + y
-2x = -2 + y |:(-2 )
x = 1 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( 1 - 1 2 y ) + y = -7
-1 + 1 2 y + y = -7
3 2 y -1 = -7 |⋅ 2
2( 3 2 y -1 ) = -14
3y -2 = -14 | +2
3y = -12 |:3
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 - 1 2 ( -4 )

= 1 +2

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -2 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 +4y = ?

-1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

2x +4y = 6 -8 = -2

-1x -1y = -3 +2 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +4y = -2

-1x -1y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x +4y = -3
4y -8x = -3 | +8x
4y = -3 +8x |:4
y = - 3 4 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -2 · ( - 3 4 +2x ) = 3
4x + 3 2 -4x = 3
3 2 = 3 | - 3 2
0 = 3 2

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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 147 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 125 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 +9y = 147 (I) 5x +7y = 125 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +9y = 147
9y +3x = 147 | -3x
9y = 147 -3x |:9
y = 49 3 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 49 3 - 1 3 x ) (I) 5x +7y = 125 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 49 3 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 7 · ( 49 3 - 1 3 x ) = 125
5x + 343 3 - 7 3 x = 125
8 3 x + 343 3 = 125 |⋅ 3
3( 8 3 x + 343 3 ) = 375
8x +343 = 375 | -343
8x = 32 |:8
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 49 3 - 1 3 4

= 49 3 - 4 3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (4|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15