Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 11 .

Bestimme x so, dass (x|-3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -3 in die Gleichung ein und erhält:

x -4( -3 ) = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -4( -3 ) = 11
x +12 = 11 | -12
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn 3⋅3 -11 = 9 -1 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-2)
denn 3⋅2 -1( - 2 ) = 6 +2 = 8

Oder : (4|4)
denn 3⋅4 -14 = 12 -4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 16 (I) -2x +3y = -11 (II)

Lösung einblenden
4x = 16 (I) -2x +3y = -11 (II)

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

4x = 16 |:4
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · 4 +3y = -11
-8 +3y = -11
3y -8 = -11 | +8
3y = -3 |:3
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 18 (I) -2x +3y = -30 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 18 (I) -2x +3y = -30 (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 -2y = 18 | +2y
x = 18 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 +2y ) (I) -2x +3y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 18 +2y ) +3y = -30
-36 -4y +3y = -30
-y -36 = -30 | +36
-y = 6 |:(-1 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +2( -6 )

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +5y = 0 (I) -5x +3y = -40 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = 0 (I) -5x +3y = -40 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +5y = 0
5y +5x = 0 | -5x
5y = -5x |:5
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

+y = - x (I) -5x +3y = -40 (II)

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

-5x + 3 · ( -x ) = -40
-5x -3x = -40
-8x = -40 |:(-8 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-x = -2y (I)
-3x +5( 2 + y) = 2x (II)
-x = -2y | + 2y (I)
-3x +10 +5y = 2x | -10 -2x (II)
-x +2y = 0 (I) -5x +5y = -10 (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 +2y = 0 | -2y
-x = -2y |:(-1 )
x = 2y

Als neues LGS erhält man so:

x = 2 y (I) -5x +5y = -10 (II)

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

-5 · 2y +5y = -10
-10y +5y = -10
-5y = -10 |:(-5 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 +3y = ?

1x +4y = ?

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

2x +3y = -2 +3 = 1

1x +4y = -1 +4 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +3y = 1

1x +4y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +3y = -1 (I) 4x +2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = -1 (I) 4x +2y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = -1
3y -5x = -1 | +5x
3y = -1 +5x |:3
y = - 1 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 3 + 5 3 x ) (I) 4x +2y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 1 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( - 1 3 + 5 3 x ) = -8
4x - 2 3 + 10 3 x = -8
22 3 x - 2 3 = -8 |⋅ 3
3( 22 3 x - 2 3 ) = -24
22x -2 = -24 | +2
22x = -22 |:22
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 3 + 5 3 ( -1 )

= - 1 3 - 5 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 174 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 102 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 = 174 (I) 4x +3y = 102 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +5y = 174
5y +8x = 174 | -8x
5y = 174 -8x |:5
y = 174 5 - 8 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 174 5 - 8 5 x ) (I) 4x +3y = 102 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 174 5 - 8 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( 174 5 - 8 5 x ) = 102
4x + 522 5 - 24 5 x = 102
- 4 5 x + 522 5 = 102 |⋅ 5
5( - 4 5 x + 522 5 ) = 510
-4x +522 = 510 | -522
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 174 5 - 8 5 3

= 174 5 - 24 5

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30