Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -27 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-56 +3y = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-56 +3y = -27
-30 +3y = -27
3y -30 = -27 | +30
3y = 3 |:3
y = 1

Die Lösung ist somit: (6|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|0)
denn 1⋅( - 4 ) -40 = -4 +0 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-1)
denn 1⋅( - 8 ) -4( - 1 ) = -8 +4 = -4

Oder : (0|1)
denn 1⋅0 -41 = 0 -4 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 10 (I) +y = 3 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 3


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

x + 2 · 3 = 10
x +6 = 10 | -6
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = 24 (I) x +2y = -12 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 24 (I) x +2y = -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 +2y = -12 | -2y
x = -12 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = 24 (I) x = ( -12 -2y ) (II)

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

-3 · ( -12 -2y ) -2y = 24
36 +6y -2y = 24
4y +36 = 24 | -36
4y = -12 |:4
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -12 -2( -3 )

= -12 +6

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -3y = 18 (I) 2x +3y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -3y = 18
-3y -3x = 18 | +3x
-3y = 18 +3x |:(-3 )
y = -6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - x ) (I) 2x +3y = -18 (II)

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

2x + 3 · ( -6 - x ) = -18
2x -18 -3x = -18
-x -18 = -18 | +18
-x = 0 |:(-1 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - ( 0 )

= -6 +0

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x = 5( 6 + y) (I)
0 = 5( x + y) (II)

Lösung einblenden

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

x = 5( 6 + y) (I)
0 = 5( x + y) (II)
x = 30 +5y | -5y (I)
0 = 5x +5y | -5x -5y (II)
x -5y = 30 (I) -5x -5y = 0 (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 -5y = 30 | +5y
x = 30 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 30 +5y ) (I) -5x -5y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 30 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 30 +5y ) -5y = 0
-150 -25y -5y = 0
-30y -150 = 0 | +150
-30y = 150 |:(-30 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 30 +5( -5 )

= 30 -25

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-2x -1y = ?

1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-2x -1y = 6 +5 = 11

1x -1y = -3 +5 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -1y = 11

1x -1y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

6x +12y = 0 (I) -2x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
6x +12y = 0 (I) -2x -4y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +12y = 0
12y +6x = 0 | -6x
12y = -6x |:12
y = - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -4 · ( - 1 2 x ) = 1
-2x +2x = 1
0 = 1 |0
0 = 1

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 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 104 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 102 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 +3y = 104 (I) 6x +3y = 102 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +3y = 104
3y +7x = 104 | -7x
3y = 104 -7x |:3
y = 104 3 - 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 104 3 - 7 3 x ) (I) 6x +3y = 102 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 104 3 - 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 3 · ( 104 3 - 7 3 x ) = 102
6x +104 -7x = 102
-x +104 = 102 | -104
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 104 3 - 7 3 2

= 104 3 - 14 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (2|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30