Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +5y = 10 .

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

Lösung einblenden

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

-4( -5 ) +5y = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -5 ) +5y = 10
20 +5y = 10
5y +20 = 10 | -20
5y = -10 |:5
y = -2

Die Lösung ist somit: (-5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-1)
denn 5⋅( - 1 ) +3( - 1 ) = -5 -3 = -8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-6)
denn 5⋅2 +3( - 6 ) = 10 -18 = -8

Oder : (-4|4)
denn 5⋅( - 4 ) +34 = -20 +12 = -8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = 10 (I) +4y = 16 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = 10 (I) +4y = 16 (II)

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

4y = 16 |:4
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 3 · 4 = 10
-2x +12 = 10 | -12
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = -12 (I) 4x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = -12 (I) 4x +y = 10 (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 = 10
y +4x = 10 | -4x
y = 10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = -12 (I) +y = ( 10 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -3 · ( 10 -4x ) = -12
-3x -30 +12x = -12
9x -30 = -12 | +30
9x = 18 |:9
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -42

= 10 -8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x +5y = -2 (I) -x +y = 5 (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:

-x + y = 5
y - x = 5 | + x
y = 5 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 5 · ( 5 + x ) = -2
4x +25 +5x = -2
9x +25 = -2 | -25
9x = -27 |:9
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x + 1 5 y = 0 (I) 2 5 x +2y = - 8 5 (II)

Lösung einblenden
1 5 x + 1 5 y = 0 (I) 2 5 x +2y = - 8 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 5 x + 1 5 y = 0
1 5 y + 1 5 x = 0 |⋅ 5
5( 1 5 y + 1 5 x) = 0
y + x = 0 | - x
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

+y = - x (I) 2 5 x +2y = - 8 5 (II)

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

2 5 x + 2 · ( -x ) = - 8 5
2 5 x -2x = - 8 5
- 8 5 x = - 8 5 |⋅ 5
-8x = -8 |:(-8 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 = ?

-6x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-3x -1y = 12 +1 = 13

-6x +1y = 24 -1 = 23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -1y = 13

-6x +1y = 23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -3y = 16 (I) 4x +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 16 (I) 4x +4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 16
-3y -4x = 16 | +4x
-3y = 16 +4x |:(-3 )
y = - 16 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 - 4 3 x ) (I) 4x +4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( - 16 3 - 4 3 x ) = -16
4x - 64 3 - 16 3 x = -16
- 4 3 x - 64 3 = -16 |⋅ 3
3( - 4 3 x - 64 3 ) = -48
-4x -64 = -48 | +64
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 - 4 3 ( -4 )

= - 16 3 + 16 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 100 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 187 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 +2y = 100 (I) 2x +5y = 187 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 100
2y +5x = 100 | -5x
2y = 100 -5x |:2
y = 50 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 50 - 5 2 x ) (I) 2x +5y = 187 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 50 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 50 - 5 2 x ) = 187
2x +250 - 25 2 x = 187
- 21 2 x +250 = 187 |⋅ 2
2( - 21 2 x +250 ) = 374
-21x +500 = 374 | -500
-21x = -126 |:(-21 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 50 - 5 2 6

= 50 -15

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (6|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35