Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 7 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-3x +5( -1 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +5( -1 ) = 7
-3x -5 = 7 | +5
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = -1 .

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|5)
denn -3⋅( - 3 ) -25 = 9 -10 = -1

Oder : (1|-1)
denn -3⋅1 -2( - 1 ) = -3 +2 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = -11 (I) -x = 1 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = -11 (I) -x = 1 (II)

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

-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

3x +2y = -11 (I) x = -1 (II)

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

3 · ( -1 ) +2y = -11
-3 +2y = -11
2y -3 = -11 | +3
2y = -8 |:2
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 0 (I) x +3y = 5 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 0 (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:

-2x +4y = 0 (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:

-2 · ( 5 -3y ) +4y = 0
-10 +6y +4y = 0
10y -10 = 0 | +10
10y = 10 |:10
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:

-5x -y = 28 (I) 5x -3y = -16 (II)

Lösung einblenden
-5x -y = 28 (I) 5x -3y = -16 (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 = 28
-y -5x = 28 | +5x
-y = 28 +5x |:(-1 )
y = -28 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -28 -5x ) (I) 5x -3y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -28 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -28 -5x ) = -16
5x +84 +15x = -16
20x +84 = -16 | -84
20x = -100 |:20
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -28 -5( -5 )

= -28 +25

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 3 4 y = - 5 2 (I) -2x -2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x - 3 4 y = - 5 2 (I) -2x -2y = -8 (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 - 3 4 y = - 5 2 |⋅ 4
4( -x - 3 4 y) = -10
-4x -3y = -10 | +3y
-4x = -10 +3y |:(-4 )
x = 5 2 - 3 4 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 5 2 - 3 4 y ) (I) -2x -2y = -8 (II)

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

-2 · ( 5 2 - 3 4 y ) -2y = -8
-5 + 3 2 y -2y = -8
- 1 2 y -5 = -8 |⋅ 2
2( - 1 2 y -5 ) = -16
-y -10 = -16 | +10
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 2 - 3 4 6

= 5 2 - 9 2

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-2x +2y = ?

1x +2y = ?

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

-2x +2y = -8 -10 = -18

1x +2y = 4 -10 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +2y = -18

1x +2y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 5 (I) -3x -4y = -27 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 5 (I) -3x -4y = -27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 5
5y -2x = 5 | +2x
5y = 5 +2x |:5
y = 1 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + 2 5 x ) (I) -3x -4y = -27 (II)

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

-3x -4 · ( 1 + 2 5 x ) = -27
-3x -4 - 8 5 x = -27
- 23 5 x -4 = -27 |⋅ 5
5( - 23 5 x -4 ) = -135
-23x -20 = -135 | +20
-23x = -115 |:(-23 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 2 5 5

= 1 +2

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 186 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 87 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:

6x +9y = 186 (I) 7x +4y = 87 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 186
9y +6x = 186 | -6x
9y = 186 -6x |:9
y = 62 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 62 3 - 2 3 x ) (I) 7x +4y = 87 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 62 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 4 · ( 62 3 - 2 3 x ) = 87
7x + 248 3 - 8 3 x = 87
13 3 x + 248 3 = 87 |⋅ 3
3( 13 3 x + 248 3 ) = 261
13x +248 = 261 | -248
13x = 13 |:13
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 62 3 - 2 3 1

= 62 3 - 2 3

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (1|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20