Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +3y = 14 .

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

Lösung einblenden

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

2⋅( -2 ) +3y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2⋅( -2 ) +3y = 14
-4 +3y = 14
3y -4 = 14 | +4
3y = 18 |:3
y = 6

Die Lösung ist somit: (-2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = 34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-7)
denn 5⋅4 -2⋅( - 7 ) = 20 +14 = 34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-12)
denn 5⋅2 -2⋅( - 12 ) = 10 +24 = 34

Oder : (6|-2)
denn 5⋅6 -2⋅( - 2 ) = 30 +4 = 34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 6 (I) 2x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
-x = 6 (I) 2x +2y = -14 (II)

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

-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

x = -6 (I) 2x +2y = -14 (II)

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

2 · ( -6 ) +2y = -14
-12 +2y = -14
2y -12 = -14 | +12
2y = -2 |:2
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -14 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -14 +4y ) +2y = -2
28 -8y +2y = -2
-6y +28 = -2 | -28
-6y = -30 |:(-6 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +4⋅5

= -14 +20

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = -8 (I) 4x -3y = -27 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = -8 (I) 4x -3y = -27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = -8
4y +2x = -8 | -2x
4y = -8 -2x |:4
y = -2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -3 · ( -2 - 1 2 x ) = -27
4x +6 + 3 2 x = -27
11 2 x +6 = -27 |⋅ 2
2( 11 2 x +6 ) = -54
11x +12 = -54 | -12
11x = -66 |:11
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 1 2 ⋅( -6 )

= -2 +3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x -y = 19 5 (I) -x - 1 3 y = 23 3 (II)

Lösung einblenden
1 5 x -y = 19 5 (I) -x - 1 3 y = 23 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 - 1 3 y = 23 3 |⋅ 3
3( -x - 1 3 y) = 23
-3x - y = 23 | + y
-3x = 23 + y |:(-3 )
x = - 23 3 - 1 3 y

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x -y = 19 5 (I) x = ( - 23 3 - 1 3 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 23 3 - 1 3 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 5 · ( - 23 3 - 1 3 y ) - y = 19 5
- 23 15 - 1 15 y - y = 19 5
- 16 15 y - 23 15 = 19 5 |⋅ 15
15( - 16 15 y - 23 15 ) = 57
-16y -23 = 57 | +23
-16y = 80 |:(-16 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 23 3 - 1 3 ⋅( -5 )

= - 23 3 + 5 3

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = -4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

1x +5y = ?

-2x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = -2 -20 = -22

-2x -11y = 4 +44 = 48

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = -22

-2x -11y = 48

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +3y = 9 (I) x -y = -3 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 9 (I) x -y = -3 (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 = -3
-y + x = -3 | - x
-y = -3 - x |:(-1 )
y = 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = 9 (I) +y = ( 3 + x ) (II)

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

-3x + 3 · ( 3 + x ) = 9
-3x +9 +3x = 9
9 = 9 | -9
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 124 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 66 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:

8x +5y = 124 (I) 2x +3y = 66 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +5y = 124
5y +8x = 124 | -8x
5y = 124 -8x |:5
y = 124 5 - 8 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 124 5 - 8 5 x ) (I) 2x +3y = 66 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 124 5 - 8 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 124 5 - 8 5 x ) = 66
2x + 372 5 - 24 5 x = 66
- 14 5 x + 372 5 = 66 |⋅ 5
5( - 14 5 x + 372 5 ) = 330
-14x +372 = 330 | -372
-14x = -42 |:(-14 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 124 5 - 8 5 ⋅3

= 124 5 - 24 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20