Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -11 .

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

Lösung einblenden

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

-42 + y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-42 + y = -11
-8 + y = -11
y -8 = -11 | +8
y = -3

Die Lösung ist somit: (2|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = 35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|2)
denn 5⋅5 +52 = 25 +10 = 35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|-3)
denn 5⋅10 +5( - 3 ) = 50 -15 = 35

Oder : (0|7)
denn 5⋅0 +57 = 0 +35 = 35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 26 (I) -4x = -24 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 26 (I) -4x = -24 (II)

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

-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = 26 (I) x = 6 (II)

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

1 · 6 -4y = 26
6 -4y = 26
-4y +6 = 26 | -6
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x -4y = 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:

4x -4y = 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:

4 · ( 5 +3y ) -4y = 4
20 +12y -4y = 4
8y +20 = 4 | -20
8y = -16 |:8
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +3( -2 )

= 5 -6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 12 (I) -x -3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 12 (I) -x -3y = 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 -3y = 3 | +3y
-x = 3 +3y |:(-1 )
x = -3 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 12 (I) x = ( -3 -3y ) (II)

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

-4 · ( -3 -3y ) -4y = 12
12 +12y -4y = 12
8y +12 = 12 | -12
8y = 0 |:8
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 -30

= -3 +0

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 3 4 y = - 9 2 (I) 2 5 x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
-x - 3 4 y = - 9 2 (I) 2 5 x -y = -6 (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:

2 5 x - y = -6
-y + 2 5 x = -6 |⋅ 5
5( -y + 2 5 x) = -30
-5y +2x = -30 | -2x
-5y = -30 -2x |:(-5 )
y = 6 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

-x - 3 4 y = - 9 2 (I) +y = ( 6 + 2 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 6 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x - 3 4 · ( 6 + 2 5 x ) = - 9 2
-x - 9 2 - 3 10 x = - 9 2
- 13 10 x - 9 2 = - 9 2 |⋅ 10
10( - 13 10 x - 9 2 ) = -45
-13x -45 = -45 | +45
-13x = 0 |:(-13 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 2 5 ( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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 +1y = ?

-2x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-3x +1y = 9 -1 = 8

-2x -1y = 6 +1 = 7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = 8

-2x -1y = 7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +3y = -15 (I) -4x -2y = 10 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -15 (I) -4x -2y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = -15
3y +2x = -15 | -2x
3y = -15 -2x |:3
y = -5 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 - 2 3 x ) (I) -4x -2y = 10 (II)

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

-4x -2 · ( -5 - 2 3 x ) = 10
-4x +10 + 4 3 x = 10
- 8 3 x +10 = 10 |⋅ 3
3( - 8 3 x +10 ) = 30
-8x +30 = 30 | -30
-8x = 0 |:(-8 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 - 2 3 ( 0 )

= -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 228 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 208 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:

7x +5y = 228 (I) 2x +5y = 208 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +5y = 228
5y +7x = 228 | -7x
5y = 228 -7x |:5
y = 228 5 - 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 228 5 - 7 5 x ) (I) 2x +5y = 208 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 228 5 - 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 228 5 - 7 5 x ) = 208
2x +228 -7x = 208
-5x +228 = 208 | -228
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 228 5 - 7 5 4

= 228 5 - 28 5

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40