Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x - y = 21 .

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

Lösung einblenden

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

-3x - ( -3 ) = 21

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x - ( -3 ) = 21
-3x +3 = 21 | -3
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|0)
denn -1⋅1 -2⋅0 = -1 +0 = -1

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

Oder : (3|-1)
denn -1⋅3 -2⋅( - 1 ) = -3 +2 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 10 (I) -4x -3y = 26 (II)

Lösung einblenden
-2x = 10 (I) -4x -3y = 26 (II)

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

-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) -4x -3y = 26 (II)

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

-4 · ( -5 ) -3y = 26
20 -3y = 26
-3y +20 = 26 | -20
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = -24 (I) -4x -4y = 0 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -24 (I) -4x -4y = 0 (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:

-3x + y = -24
y -3x = -24 | +3x
y = -24 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -24 +3x ) (I) -4x -4y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -24 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( -24 +3x ) = 0
-4x +96 -12x = 0
-16x +96 = 0 | -96
-16x = -96 |:(-16 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -24 +3⋅6

= -24 +18

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = -28 (I) 3x +2y = -13 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = -28 (I) 3x +2y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = -28
5y +3x = -28 | -3x
5y = -28 -3x |:5
y = - 28 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 28 5 - 3 5 x ) (I) 3x +2y = -13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 28 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( - 28 5 - 3 5 x ) = -13
3x - 56 5 - 6 5 x = -13
9 5 x - 56 5 = -13 |⋅ 5
5( 9 5 x - 56 5 ) = -65
9x -56 = -65 | +56
9x = -9 |:9
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 28 5 - 3 5 ⋅( -1 )

= - 28 5 + 3 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

-2x - y = 10
-y -2x = 10 | +2x
-y = 10 +2x |:(-1 )
y = -10 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 1 · ( -10 -2x ) = -4
-x -10 -2x = -4
-3x -10 = -4 | +10
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -2⋅( -2 )

= -10 +4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

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.:

-5x -4y = ?

-8x -5y = ?

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

-5x -4y = -25 +20 = -5

-8x -5y = -40 +25 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -4y = -5

-8x -5y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = -18 (I) 5x -3y = 7 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -18 (I) 5x -3y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = -18
5y -2x = -18 | +2x
5y = -18 +2x |:5
y = - 18 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 18 5 + 2 5 x ) (I) 5x -3y = 7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 18 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( - 18 5 + 2 5 x ) = 7
5x + 54 5 - 6 5 x = 7
19 5 x + 54 5 = 7 |⋅ 5
5( 19 5 x + 54 5 ) = 35
19x +54 = 35 | -54
19x = -19 |:19
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 18 5 + 2 5 ⋅( -1 )

= - 18 5 - 2 5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 213 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 127 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:

3x +7y = 213 (I) 7x +4y = 127 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +7y = 213
7y +3x = 213 | -3x
7y = 213 -3x |:7
y = 213 7 - 3 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 213 7 - 3 7 x ) (I) 7x +4y = 127 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 213 7 - 3 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 4 · ( 213 7 - 3 7 x ) = 127
7x + 852 7 - 12 7 x = 127
37 7 x + 852 7 = 127 |⋅ 7
7( 37 7 x + 852 7 ) = 889
37x +852 = 889 | -852
37x = 37 |:37
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 213 7 - 3 7 ⋅1

= 213 7 - 3 7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30