Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = -32 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

4( -7 ) +4y = -32

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -7 ) +4y = -32
-28 +4y = -32
4y -28 = -32 | +28
4y = -4 |:4
y = -1

Die Lösung ist somit: (-7|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = 7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|2)
denn 1⋅3 +22 = 3 +4 = 7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|1)
denn 1⋅5 +21 = 5 +2 = 7

Oder : (1|3)
denn 1⋅1 +23 = 1 +6 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -15 (I) -3y = -3 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -15 (I) -3y = -3 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -15 (I) +y = 1 (II)

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

-4x + 1 · 1 = -15
-4x +1 = -15 | -1
-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -15 (I) 2x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -15 (I) 2x +2y = -14 (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:

3x + y = -15
y +3x = -15 | -3x
y = -15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -15 -3x ) (I) 2x +2y = -14 (II)

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

2x + 2 · ( -15 -3x ) = -14
2x -30 -6x = -14
-4x -30 = -14 | +30
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3( -4 )

= -15 +12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +3y = 1 (I) -3x +4y = 3 (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 = 1 | -3y
-x = 1 -3y |:(-1 )
x = -1 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -1 +3y ) +4y = 3
3 -9y +4y = 3
-5y +3 = 3 | -3
-5y = 0 |:(-5 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +3( 0 )

= -1 +0

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -2 ) = -22 +5y (I)
4 +5y = x +18 (II)

Lösung einblenden

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

2( x -2 ) = -22 +5y (I)
4 +5y = x +18 (II)
2x -4 = -22 +5y | + 4 -5y (I)
4 +5y = x +18 | -4 - x (II)
2x -5y = -18 (I) -x +5y = 14 (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 +5y = 14 | -5y
-x = 14 -5y |:(-1 )
x = -14 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x -5y = -18 (I) x = ( -14 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -14 +5y ) -5y = -18
-28 +10y -5y = -18
5y -28 = -18 | +28
5y = 10 |:5
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +52

= -14 +10

= -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 = -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 +5y = ?

-2x +8y = ?

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

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

-2x +8y = 10 -32 = -22

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = -15

-2x +8y = -22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +2y = 7 (I) 5x -y = -14 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 7 (I) 5x -y = -14 (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:

5x - y = -14
-y +5x = -14 | -5x
-y = -14 -5x |:(-1 )
y = 14 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = 7 (I) +y = ( 14 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 14 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 2 · ( 14 +5x ) = 7
-3x +28 +10x = 7
7x +28 = 7 | -28
7x = -21 |:7
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 +5( -3 )

= 14 -15

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 190 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 6 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:

3x +5y = 190 (I) 4x +6y = 230 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = 190
5y +3x = 190 | -3x
5y = 190 -3x |:5
y = 38 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 38 - 3 5 x ) (I) 4x +6y = 230 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 38 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 6 · ( 38 - 3 5 x ) = 230
4x +228 - 18 5 x = 230
2 5 x +228 = 230 |⋅ 5
5( 2 5 x +228 ) = 1150
2x +1140 = 1150 | -1140
2x = 10 |:2
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 38 - 3 5 5

= 38 -3

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (5|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35