Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

x + ( -5 ) = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x + ( -5 ) = -2
x -5 = -2 | +5
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|0)
denn -3⋅4 +50 = -12 +0 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|3)
denn -3⋅9 +53 = -27 +15 = -12

Oder : (-1|-3)
denn -3⋅( - 1 ) +5( - 3 ) = 3 -15 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = -12 (I) 4x = 24 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = -12 (I) 4x = 24 (II)

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

4x = 24 |:4
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = -12 (I) x = 6 (II)

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

2 · 6 +4y = -12
12 +4y = -12
4y +12 = -12 | -12
4y = -24 |:4
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -11 (I) -4x +2y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -11 (I) -4x +2y = -6 (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:

-4x + y = -11
y -4x = -11 | +4x
y = -11 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 +4x ) (I) -4x +2y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -11 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( -11 +4x ) = -6
-4x -22 +8x = -6
4x -22 = -6 | +22
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +44

= -11 +16

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = -23 (I) -5x -4y = 25 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -23 (I) -5x -4y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = -23
5y -2x = -23 | +2x
5y = -23 +2x |:5
y = - 23 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 23 5 + 2 5 x ) (I) -5x -4y = 25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 23 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -4 · ( - 23 5 + 2 5 x ) = 25
-5x + 92 5 - 8 5 x = 25
- 33 5 x + 92 5 = 25 |⋅ 5
5( - 33 5 x + 92 5 ) = 125
-33x +92 = 125 | -92
-33x = 33 |:(-33 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 23 5 + 2 5 ( -1 )

= - 23 5 - 2 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

3( -4 + y) = 2x (I)
-2y = 4( -x +4 )-6y (II)
-12 +3y = 2x | + 12 -2x (I)
-2y = -4x +16 -6y | + 4x +6y (II)
-2x +3y = 12 (I) 4x +4y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = 12
3y -2x = 12 | +2x
3y = 12 +2x |:3
y = 4 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 4 · ( 4 + 2 3 x ) = 16
4x +16 + 8 3 x = 16
20 3 x +16 = 16 |⋅ 3
3( 20 3 x +16 ) = 48
20x +48 = 48 | -48
20x = 0 |:20
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 + 2 3 0

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

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 = ?

-6x +9y = ?

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

-2x +4y = -10 -20 = -30

-6x +9y = -30 -45 = -75

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +4y = -30

-6x +9y = -75

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -4y = 6 (I) -x +5y = -9 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 6 (I) -x +5y = -9 (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 +5y = -9 | -5y
-x = -9 -5y |:(-1 )
x = 9 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = 6 (I) x = ( 9 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 9 +5y ) -4y = 6
18 +10y -4y = 6
6y +18 = 6 | -18
6y = -12 |:6
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 +5( -2 )

= 9 -10

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 106 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 176 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:

9x +2y = 106 (I) 9x +4y = 176 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +2y = 106
2y +9x = 106 | -9x
2y = 106 -9x |:2
y = 53 - 9 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 53 - 9 2 x ) (I) 9x +4y = 176 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 53 - 9 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 4 · ( 53 - 9 2 x ) = 176
9x +212 -18x = 176
-9x +212 = 176 | -212
-9x = -36 |:(-9 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 53 - 9 2 4

= 53 -18

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35