Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = -17 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

x -43 = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -43 = -17
x -12 = -17 | +12
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|3)

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: (-1|3)
denn -1⋅( - 1 ) +23 = 1 +6 = 7

Oder : (-5|1)
denn -1⋅( - 5 ) +21 = 5 +2 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+2y = -4 (I) -4x -3y = 22 (II)

Lösung einblenden
+2y = -4 (I) -4x -3y = 22 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

2y = -4 |:2
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

+y = -2 (I) -4x -3y = 22 (II)

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

-4x -3 · ( -2 ) = 22
-4x +6 = 22 | -6
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

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: (-4|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +3y = 21 (I) x -3y = -17 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = 21 (I) x -3y = -17 (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 = -17 | +3y
x = -17 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3x +3y = 21 (I) x = ( -17 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -17 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -17 +3y ) +3y = 21
-51 +9y +3y = 21
12y -51 = 21 | +51
12y = 72 |:12
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 +36

= -17 +18

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -6 (I) x -4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -6 (I) x -4y = 8 (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 -4y = 8 | +4y
x = 8 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -6 (I) x = ( 8 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 8 +4y ) +3y = -6
-32 -16y +3y = -6
-13y -32 = -6 | +32
-13y = 26 |:(-13 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +4( -2 )

= 8 -8

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

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

2x - y = -1
-y +2x = -1 | -2x
-y = -1 -2x |:(-1 )
y = 1 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( 1 +2x ) = -1
3x -2 -4x = -1
-x -2 = -1 | +2
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +2( -1 )

= 1 -2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-5x +1y = ?

-1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-5x +1y = -25 -2 = -27

-1x -2y = -5 +4 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = -27

-1x -2y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -5y = 16 (I) x -3y = 10 (II)

Lösung einblenden
x -5y = 16 (I) x -3y = 10 (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 = 10 | +3y
x = 10 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x -5y = 16 (I) x = ( 10 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 +3( -3 )

= 10 -9

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 81 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 117 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:

2x +5y = 81 (I) 4x +7y = 117 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 81
5y +2x = 81 | -2x
5y = 81 -2x |:5
y = 81 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 81 5 - 2 5 x ) (I) 4x +7y = 117 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 81 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 81 5 - 2 5 x ) = 117
4x + 567 5 - 14 5 x = 117
6 5 x + 567 5 = 117 |⋅ 5
5( 6 5 x + 567 5 ) = 585
6x +567 = 585 | -567
6x = 18 |:6
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 81 5 - 2 5 3

= 81 5 - 6 5

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15