Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-26 + y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-26 + y = -6
-12 + y = -6
y -12 = -6 | +12
y = 6

Die Lösung ist somit: (6|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|0)
denn -4⋅1 +50 = -4 +0 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|4)
denn -4⋅6 +54 = -24 +20 = -4

Oder : (-4|-4)
denn -4⋅( - 4 ) +5( - 4 ) = 16 -20 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = 18 (I) -2y = 10 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 18 (I) -2y = 10 (II)

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

-2y = 10 |:(-2 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -4 · ( -5 ) = 18
2x +20 = 18 | -20
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = 14 (I) 4x +y = 22 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 14 (I) 4x +y = 22 (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 = 22
y +4x = 22 | -4x
y = 22 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = 14 (I) +y = ( 22 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 22 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -1 · ( 22 -4x ) = 14
2x -22 +4x = 14
6x -22 = 14 | +22
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 -46

= 22 -24

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x +5y = 3 (I) x +3y = 6 (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 = 6 | -3y
x = 6 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 6 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 6 -3y ) +5y = 3
24 -12y +5y = 3
-7y +24 = 3 | -24
-7y = -21 |:(-7 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -33

= 6 -9

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 2 y = - 1 2 (I) 1 3 x + 1 2 y = 5 6 (II)

Lösung einblenden
x + 1 2 y = - 1 2 (I) 1 3 x + 1 2 y = 5 6 (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 + 1 2 y = - 1 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = -1
2x + y = -1 | - y
2x = -1 - y |:2
x = - 1 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 1 2 - 1 2 y ) (I) 1 3 x + 1 2 y = 5 6 (II)

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

1 3 · ( - 1 2 - 1 2 y ) + 1 2 y = 5 6
- 1 6 - 1 6 y + 1 2 y = 5 6
1 3 y - 1 6 = 5 6 |⋅ 6
6( 1 3 y - 1 6 ) = 5
2y -1 = 5 | +1
2y = 6 |:2
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 1 2 - 1 2 3

= - 1 2 - 3 2

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

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 +1y = ?

-5x +3y = ?

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

-3x +1y = 15 -4 = 11

-5x +3y = 25 -12 = 13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = 11

-5x +3y = 13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -3y = 6 (I) 4x -4y = 4 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = 6 (I) 4x -4y = 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 6
-3y +4x = 6 | -4x
-3y = 6 -4x |:(-3 )
y = -2 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -4 · ( -2 + 4 3 x ) = 4
4x +8 - 16 3 x = 4
- 4 3 x +8 = 4 |⋅ 3
3( - 4 3 x +8 ) = 12
-4x +24 = 12 | -24
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 4 3 3

= -2 +4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 155 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 223 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 +5y = 155 (I) 8x +7y = 223 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +5y = 155
5y +5x = 155 | -5x
5y = 155 -5x |:5
y = 31 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 31 - x ) (I) 8x +7y = 223 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 31 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 7 · ( 31 - x ) = 223
8x +217 -7x = 223
x +217 = 223 | -217
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 31 - 6

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25