Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = -14 .

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

Lösung einblenden

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

4( -1 ) +5y = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -1 ) +5y = -14
-4 +5y = -14
5y -4 = -14 | +4
5y = -10 |:5
y = -2

Die Lösung ist somit: (-1|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-2)
denn 2⋅2 -1( - 2 ) = 4 +2 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-4)
denn 2⋅1 -1( - 4 ) = 2 +4 = 6

Oder : (3|0)
denn 2⋅3 -10 = 6 +0 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -3 ) +4y = -21
-9 +4y = -21
4y -9 = -21 | +9
4y = -12 |:4
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -y = 6 (I) x +3y = -8 (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 +3y = -8 | -3y
x = -8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -8 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -8 -3y ) - y = 6
8 +3y - y = 6
2y +8 = 6 | -8
2y = -2 |:2
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -3( -1 )

= -8 +3

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 7 (I) 2x -5y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 7 (I) 2x -5y = -8 (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 +4y = 7 | -4y
-x = 7 -4y |:(-1 )
x = -7 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -7 +4y ) (I) 2x -5y = -8 (II)

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

2 · ( -7 +4y ) -5y = -8
-14 +8y -5y = -8
3y -14 = -8 | +14
3y = 6 |:3
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +42

= -7 +8

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 3( 2 + y) (I)
x +1 -4y = -11 (II)

Lösung einblenden

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

-3x = 3( 2 + y) (I)
x +1 -4y = -11 (II)
-3x = 6 +3y | -3y (I)
x +1 -4y = -11 | -1 (II)
-3x -3y = 6 (I) x -4y = -12 (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 -4y = -12 | +4y
x = -12 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = 6 (I) x = ( -12 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -12 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -12 +4y ) -3y = 6
36 -12y -3y = 6
-15y +36 = 6 | -36
-15y = -30 |:(-15 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -12 +42

= -12 +8

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

3x +5y = ?

1x +3y = ?

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

3x +5y = 15 +25 = 40

1x +3y = 5 +15 = 20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +5y = 40

1x +3y = 20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +y = 19 (I) x +y = 7 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 19 (I) x +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:

x + y = 7
y + x = 7 | - x
y = 7 - x

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 19 (I) +y = ( 7 - x ) (II)

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

4x + 1 · ( 7 - x ) = 19
4x +7 - x = 19
3x +7 = 19 | -7
3x = 12 |:3
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 202 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 230 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:

2x +8y = 202 (I) 5x +9y = 230 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +8y = 202
8y +2x = 202 | -2x
8y = 202 -2x |:8
y = 101 4 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 101 4 - 1 4 x ) (I) 5x +9y = 230 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 101 4 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 9 · ( 101 4 - 1 4 x ) = 230
5x + 909 4 - 9 4 x = 230
11 4 x + 909 4 = 230 |⋅ 4
4( 11 4 x + 909 4 ) = 920
11x +909 = 920 | -909
11x = 11 |:11
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 101 4 - 1 4 1

= 101 4 - 1 4

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (1|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25