Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = -17 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

3( -5 ) - y = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -5 ) - y = -17
-15 - y = -17
-y -15 = -17 | +15
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = 39 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|6)
denn -3⋅( - 5 ) +46 = 15 +24 = 39

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|9)
denn -3⋅( - 1 ) +49 = 3 +36 = 39

Oder : (-9|3)
denn -3⋅( - 9 ) +43 = 27 +12 = 39

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 14 (I) -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 14 (I) -2y = 4 (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 = 4 |:(-2 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 2 · ( -2 ) = 14
-3x -4 = 14 | +4
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

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: (-6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 10 (I) -x -2y = -6 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 10 (I) -x -2y = -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 -2y = -6 | +2y
-x = -6 +2y |:(-1 )
x = 6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 10 (I) x = ( 6 -2y ) (II)

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

1 · ( 6 -2y ) +4y = 10
6 -2y +4y = 10
2y +6 = 10 | -6
2y = 4 |:2
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -22

= 6 -4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = -2 (I) 2x +y = 13 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = -2 (I) 2x +y = 13 (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:

2x + y = 13
y +2x = 13 | -2x
y = 13 -2x

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = -2 (I) +y = ( 13 -2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 13 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( 13 -2x ) = -2
2x -52 +8x = -2
10x -52 = -2 | +52
10x = 50 |:10
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 -25

= 13 -10

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 2 x + 1 2 y = - 3 2
1 2 y - 1 2 x = - 3 2 |⋅ 2
2( 1 2 y - 1 2 x) = -3
y - x = -3 | + x
y = -3 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x - 2 3 · ( -3 + x ) = -6
-2x +2 - 2 3 x = -6
- 8 3 x +2 = -6 |⋅ 3
3( - 8 3 x +2 ) = -18
-8x +6 = -18 | -6
-8x = -24 |:(-8 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (3|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-2x +2y = ?

2x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-2x +2y = -10 -2 = -12

2x -1y = 10 +1 = 11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +2y = -12

2x -1y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x +4y = 0 (I) 3x -2y = 1 (II)

Lösung einblenden
-6x +4y = 0 (I) 3x -2y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x +4y = 0
4y -6x = 0 | +6x
4y = 6x |:4
y = 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · 3 2 x = 1
3x -3x = 1
0 = 1 |0
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 142 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 82 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 +7y = 142 (I) 2x +4y = 82 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +7y = 142
7y +2x = 142 | -2x
7y = 142 -2x |:7
y = 142 7 - 2 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 142 7 - 2 7 x ) (I) 2x +4y = 82 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 142 7 - 2 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 142 7 - 2 7 x ) = 82
2x + 568 7 - 8 7 x = 82
6 7 x + 568 7 = 82 |⋅ 7
7( 6 7 x + 568 7 ) = 574
6x +568 = 574 | -568
6x = 6 |:6
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 142 7 - 2 7 1

= 142 7 - 2 7

= 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