Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = 40 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-5x + 5 = 40

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x + 5 = 40
-5x +5 = 40 | -5
-5x = 35 |:(-5 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|7)
denn -4⋅5 +27 = -20 +14 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|11)
denn -4⋅7 +211 = -28 +22 = -6

Oder : (3|3)
denn -4⋅3 +23 = -12 +6 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -2 ) + y = 4
8 + y = 4
y +8 = 4 | -8
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 0 (I) -3x -y = 20 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 0 (I) -3x -y = 20 (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:

-3x - y = 20
-y -3x = 20 | +3x
-y = 20 +3x |:(-1 )
y = -20 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = 0 (I) +y = ( -20 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -20 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -3 · ( -20 -3x ) = 0
x +60 +9x = 0
10x +60 = 0 | -60
10x = -60 |:10
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 -3( -6 )

= -20 +18

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +3y = -12 (I) -3x -4y = -42 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = -12 (I) -3x -4y = -42 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = -12
3y -5x = -12 | +5x
3y = -12 +5x |:3
y = -4 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + 5 3 x ) (I) -3x -4y = -42 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -4 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( -4 + 5 3 x ) = -42
-3x +16 - 20 3 x = -42
- 29 3 x +16 = -42 |⋅ 3
3( - 29 3 x +16 ) = -126
-29x +48 = -126 | -48
-29x = -174 |:(-29 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 + 5 3 6

= -4 +10

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x - 3 2 y = 21 2 (I) x -3y = 20 (II)

Lösung einblenden
3 5 x - 3 2 y = 21 2 (I) x -3y = 20 (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 = 20 | +3y
x = 20 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3 5 x - 3 2 y = 21 2 (I) x = ( 20 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 20 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 5 · ( 20 +3y ) - 3 2 y = 21 2
12 + 9 5 y - 3 2 y = 21 2
3 10 y +12 = 21 2 |⋅ 10
10( 3 10 y +12 ) = 105
3y +120 = 105 | -120
3y = -15 |:3
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 +3( -5 )

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-3x -5y = ?

1x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-3x -5y = -15 +20 = 5

1x +5y = 5 -20 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = 5

1x +5y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -y = -11 (I) 3x +5y = -1 (II)

Lösung einblenden
5x -y = -11 (I) 3x +5y = -1 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

5x - y = -11
-y +5x = -11 | -5x
-y = -11 -5x |:(-1 )
y = 11 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 +5x ) (I) 3x +5y = -1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 11 +5x ) = -1
3x +55 +25x = -1
28x +55 = -1 | -55
28x = -56 |:28
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 +5( -2 )

= 11 -10

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 385 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 280 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:

5x +9y = 385 (I) 8x +6y = 280 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +9y = 385
9y +5x = 385 | -5x
9y = 385 -5x |:9
y = 385 9 - 5 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 385 9 - 5 9 x ) (I) 8x +6y = 280 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 385 9 - 5 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 6 · ( 385 9 - 5 9 x ) = 280
8x + 770 3 - 10 3 x = 280
14 3 x + 770 3 = 280 |⋅ 3
3( 14 3 x + 770 3 ) = 840
14x +770 = 840 | -770
14x = 70 |:14
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 385 9 - 5 9 5

= 385 9 - 25 9

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (5|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40