Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = 12 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

3x - 0 = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x - 0 = 12
3x = 12 |:3
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-5)
denn -2⋅7 -4( - 5 ) = -14 +20 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-3)
denn -2⋅3 -4( - 3 ) = -6 +12 = 6

Oder : (11|-7)
denn -2⋅11 -4( - 7 ) = -22 +28 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 14 (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:

2 · 1 +4y = 14
2 +4y = 14
4y +2 = 14 | -2
4y = 12 |:4
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -13 (I) -x -3y = 17 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -13 (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 |:(-1 )
x = -17 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = -13 (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:

1 · ( -17 -3y ) +2y = -13
-17 -3y +2y = -13
-y -17 = -13 | +17
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 -3( -4 )

= -17 +12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = -24 (I) x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -24 (I) x +y = 6 (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 = 6
y + x = 6 | - x
y = 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -5y = -24 (I) +y = ( 6 - x ) (II)

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

-4x -5 · ( 6 - x ) = -24
-4x -30 +5x = -24
x -30 = -24 | +30
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 6

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (6|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 3 x + 2 · ( 1 2 + 1 2 x ) = 6
2 3 x +1 + x = 6
5 3 x +1 = 6 |⋅ 3
3( 5 3 x +1 ) = 18
5x +3 = 18 | -3
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 2 + 1 2 3

= 1 2 + 3 2

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 +4y = ?

1x -1y = ?

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

2x +4y = -10 +20 = 10

1x -1y = -5 -5 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +4y = 10

1x -1y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = 3 (I) 8x +4y = -11 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = 3 (I) 8x +4y = -11 (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 = 3
-y -2x = 3 | +2x
-y = 3 +2x |:(-1 )
y = -3 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 -2x ) (I) 8x +4y = -11 (II)

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

8x + 4 · ( -3 -2x ) = -11
8x -12 -8x = -11
-12 = -11 | +12
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 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 127 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 137 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:

7x +8y = 127 (I) 2x +9y = 137 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +8y = 127
8y +7x = 127 | -7x
8y = 127 -7x |:8
y = 127 8 - 7 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 127 8 - 7 8 x ) (I) 2x +9y = 137 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 127 8 - 7 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 9 · ( 127 8 - 7 8 x ) = 137
2x + 1143 8 - 63 8 x = 137
- 47 8 x + 1143 8 = 137 |⋅ 8
8( - 47 8 x + 1143 8 ) = 1096
-47x +1143 = 1096 | -1143
-47x = -47 |:(-47 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 127 8 - 7 8 1

= 127 8 - 7 8

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15