Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = 24 .

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

Lösung einblenden

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

3⋅6 +3y = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅6 +3y = 24
18 +3y = 24
3y +18 = 24 | -18
3y = 6 |:3
y = 2

Die Lösung ist somit: (6|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 53 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|5)
denn 4⋅7 +5⋅5 = 28 +25 = 53

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (12|1)
denn 4⋅12 +5⋅1 = 48 +5 = 53

Oder : (2|9)
denn 4⋅2 +5⋅9 = 8 +45 = 53

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -9 (I) -3x +y = -13 (II)

Lösung einblenden
-3x = -9 (I) -3x +y = -13 (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 = -9 |:(-3 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

x = 3 (I) -3x +y = -13 (II)

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

-3 · 3 + y = -13
-9 + y = -13
y -9 = -13 | +9
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -5 (I) 4x +y = 11 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -5 (I) 4x +y = 11 (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 = 11
y +4x = 11 | -4x
y = 11 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -5 (I) +y = ( 11 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 11 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -1 · ( 11 -4x ) = -5
-x -11 +4x = -5
3x -11 = -5 | +11
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -4⋅2

= 11 -8

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +2y = -2 (I) -x +4y = -29 (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 = -29 | -4y
-x = -29 -4y |:(-1 )
x = 29 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 29 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 29 +4y ) +2y = -2
58 +8y +2y = -2
10y +58 = -2 | -58
10y = -60 |:10
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 29 +4⋅( -6 )

= 29 -24

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -5( x +2 )-2y (I)
x +24 +5y = 9y (II)

Lösung einblenden

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

0 = -5( x +2 )-2y (I)
x +24 +5y = 9y (II)
0 = -5x -10 -2y | + 5x +2y (I)
x +24 +5y = 9y | -24 -9y (II)
5x +2y = -10 (I) x -4y = -24 (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 = -24 | +4y
x = -24 +4y

Als neues LGS erhält man so:

5x +2y = -10 (I) x = ( -24 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -24 +4y ) +2y = -10
-120 +20y +2y = -10
22y -120 = -10 | +120
22y = 110 |:22
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +4⋅5

= -24 +20

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-1x -1y = ?

3x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

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

3x +1y = 6 -4 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = 2

3x +1y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +5y = -24 (I) 5x -2y = 15 (II)

Lösung einblenden
x +5y = -24 (I) 5x -2y = 15 (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 = -24 | -5y
x = -24 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -24 -5y ) (I) 5x -2y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -24 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -24 -5y ) -2y = 15
-120 -25y -2y = 15
-27y -120 = 15 | +120
-27y = 135 |:(-27 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 -5⋅( -5 )

= -24 +25

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 132 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 162 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:

4x +4y = 132 (I) 4x +5y = 162 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = 132
4y +4x = 132 | -4x
4y = 132 -4x |:4
y = 33 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 - x ) (I) 4x +5y = 162 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( 33 - x ) = 162
4x +165 -5x = 162
-x +165 = 162 | -165
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 - 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30