Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = 6 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

3 -3y = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3 -3y = 6
3 -3y = 6
-3y +3 = 6 | -3
-3y = 3 |:(-3 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|7)
denn 5⋅3 -27 = 15 -14 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|2)
denn 5⋅1 -22 = 5 -4 = 1

Oder : (5|12)
denn 5⋅5 -212 = 25 -24 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 18 (I) 2x -2y = 20 (II)

Lösung einblenden
3x = 18 (I) 2x -2y = 20 (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 = 18 |:3
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) 2x -2y = 20 (II)

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

2 · 6 -2y = 20
12 -2y = 20
-2y +12 = 20 | -12
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -8 (I) 4x +2y = -12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -8 (I) 4x +2y = -12 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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 = ( -8 +2y ) (I) 4x +2y = -12 (II)

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

4 · ( -8 +2y ) +2y = -12
-32 +8y +2y = -12
10y -32 = -12 | +32
10y = 20 |:10
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +22

= -8 +4

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = -17 (I) -4x -3y = -23 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -17 (I) -4x -3y = -23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = -17
-2y -3x = -17 | +3x
-2y = -17 +3x |:(-2 )
y = 17 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 2 - 3 2 x ) (I) -4x -3y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( 17 2 - 3 2 x ) = -23
-4x - 51 2 + 9 2 x = -23
1 2 x - 51 2 = -23 |⋅ 2
2( 1 2 x - 51 2 ) = -46
x -51 = -46 | +51
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 2 - 3 2 5

= 17 2 - 15 2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-29 -2y = 5x (I)
3( x +10 )+10y = -x +5y (II)

Lösung einblenden

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

-29 -2y = 5x (I)
3( x +10 )+10y = -x +5y (II)
-29 -2y = 5x | + 29 -5x (I)
3x +30 +10y = -x +5y | -30 + x -5y (II)
-5x -2y = 29 (I) 4x +5y = -30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -2y = 29
-2y -5x = 29 | +5x
-2y = 29 +5x |:(-2 )
y = - 29 2 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 29 2 - 5 2 x ) (I) 4x +5y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 29 2 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( - 29 2 - 5 2 x ) = -30
4x - 145 2 - 25 2 x = -30
- 17 2 x - 145 2 = -30 |⋅ 2
2( - 17 2 x - 145 2 ) = -60
-17x -145 = -60 | +145
-17x = 85 |:(-17 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 29 2 - 5 2 ( -5 )

= - 29 2 + 25 2

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

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.:

-2x +1y = ?

-1x -1y = ?

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

-2x +1y = -2 -4 = -6

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = -6

-1x -1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +3y = 30 (I) -2x +3y = 9 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = 30 (I) -2x +3y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 30
3y +5x = 30 | -5x
3y = 30 -5x |:3
y = 10 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 - 5 3 x ) (I) -2x +3y = 9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 10 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 3 · ( 10 - 5 3 x ) = 9
-2x +30 -5x = 9
-7x +30 = 9 | -30
-7x = -21 |:(-7 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 - 5 3 3

= 10 -5

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 185 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 225 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:

7x +5y = 185 (I) 3x +7y = 225 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +5y = 185
5y +7x = 185 | -7x
5y = 185 -7x |:5
y = 37 - 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 37 - 7 5 x ) (I) 3x +7y = 225 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 37 - 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 7 · ( 37 - 7 5 x ) = 225
3x +259 - 49 5 x = 225
- 34 5 x +259 = 225 |⋅ 5
5( - 34 5 x +259 ) = 1125
-34x +1295 = 1125 | -1295
-34x = -170 |:(-34 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 37 - 7 5 5

= 37 -7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (5|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30