Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

x + 2 = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x + 2 = 4
x +2 = 4 | -2
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|1)
denn -5⋅4 +41 = -20 +4 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|6)
denn -5⋅8 +46 = -40 +24 = -16

Oder : (0|-4)
denn -5⋅0 +4( - 4 ) = 0 -16 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -2


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

-3x + 4 · ( -2 ) = -17
-3x -8 = -17 | +8
-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 4 (I) x +3y = 5 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 4 (I) x +3y = 5 (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 = 5 | -3y
x = 5 -3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 4 (I) x = ( 5 -3y ) (II)

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

3 · ( 5 -3y ) -2y = 4
15 -9y -2y = 4
-11y +15 = 4 | -15
-11y = -11 |:(-11 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -31

= 5 -3

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 15 (I) -5x -5y = -45 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 15 (I) -5x -5y = -45 (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 +3y = 15 | -3y
x = 15 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 -3y ) (I) -5x -5y = -45 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 15 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 15 -3y ) -5y = -45
-75 +15y -5y = -45
10y -75 = -45 | +75
10y = 30 |:10
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -33

= 15 -9

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x + 2 5 y = 0 (I) -x - 2 5 y = 3 (II)

Lösung einblenden
-2x + 2 5 y = 0 (I) -x - 2 5 y = 3 (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 - 2 5 y = 3 |⋅ 5
5( -x - 2 5 y) = 15
-5x -2y = 15 | +2y
-5x = 15 +2y |:(-5 )
x = -3 - 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

-2x + 2 5 y = 0 (I) x = ( -3 - 2 5 y ) (II)

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

-2 · ( -3 - 2 5 y ) + 2 5 y = 0
6 + 4 5 y + 2 5 y = 0
6 5 y +6 = 0 |⋅ 5
5( 6 5 y +6 ) = 0
6y +30 = 0 | -30
6y = -30 |:6
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 - 2 5 ( -5 )

= -3 +2

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 1 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 = ?

-6x -12y = ?

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

-3x -5y = 12 -5 = 7

-6x -12y = 24 -12 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = 7

-6x -12y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

16x -4y = 10 (I) -4x +y = -2 (II)

Lösung einblenden
16x -4y = 10 (I) -4x +y = -2 (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 = -2
y -4x = -2 | +4x
y = -2 +4x

Als neues LGS erhält man so:

16x -4y = 10 (I) +y = ( -2 +4x ) (II)

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

16x -4 · ( -2 +4x ) = 10
16x +8 -16x = 10
8 = 10 | -8
0 = 2

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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 158 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 252 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:

3x +4y = 158 (I) 7x +6y = 252 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 158
4y +3x = 158 | -3x
4y = 158 -3x |:4
y = 79 2 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 79 2 - 3 4 x ) (I) 7x +6y = 252 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 79 2 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 6 · ( 79 2 - 3 4 x ) = 252
7x +237 - 9 2 x = 252
5 2 x +237 = 252 |⋅ 2
2( 5 2 x +237 ) = 504
5x +474 = 504 | -474
5x = 30 |:5
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 79 2 - 3 4 6

= 79 2 - 9 2

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (6|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35