Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = -23 .

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

Lösung einblenden

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

5x + 2 = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x + 2 = -23
5x +2 = -23 | -2
5x = -25 |:5
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-1)
denn 3⋅( - 2 ) -1⋅( - 1 ) = -6 +1 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-4)
denn 3⋅( - 3 ) -1⋅( - 4 ) = -9 +4 = -5

Oder : (-1|2)
denn 3⋅( - 1 ) -1⋅2 = -3 -2 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 20 (I) 4x +2y = 26 (II)

Lösung einblenden
4x = 20 (I) 4x +2y = 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:

4x = 20 |:4
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = 6 (I) x +2y = 18 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = 6 (I) x +2y = 18 (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 +2y = 18 | -2y
x = 18 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +4y = 6 (I) x = ( 18 -2y ) (II)

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

-3 · ( 18 -2y ) +4y = 6
-54 +6y +4y = 6
10y -54 = 6 | +54
10y = 60 |:10
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. 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:

-2x -4y = 22 (I) x +4y = -19 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 22 (I) x +4y = -19 (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 +4y = -19 | -4y
x = -19 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 22 (I) x = ( -19 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -19 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -19 -4y ) -4y = 22
38 +8y -4y = 22
4y +38 = 22 | -38
4y = -16 |:4
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 -4⋅( -4 )

= -19 +16

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( 8 +4x ) = -4
2x +16 +8x = -4
10x +16 = -4 | -16
10x = -20 |:10
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +4⋅( -2 )

= 8 -8

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -2 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 -5y = ?

-6x -12y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-2x -5y = -10 +10 = 0

-6x -12y = -30 +24 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = 0

-6x -12y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 15 (I) -5x +4y = -5 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 15 (I) -5x +4y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 15
5y -2x = 15 | +2x
5y = 15 +2x |:5
y = 3 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x + 4 · ( 3 + 2 5 x ) = -5
-5x +12 + 8 5 x = -5
- 17 5 x +12 = -5 |⋅ 5
5( - 17 5 x +12 ) = -25
-17x +60 = -25 | -60
-17x = -85 |:(-17 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 + 2 5 ⋅5

= 3 +2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 224 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 249 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:

6x +8y = 224 (I) 6x +9y = 249 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +8y = 224
8y +6x = 224 | -6x
8y = 224 -6x |:8
y = 28 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 28 - 3 4 x ) (I) 6x +9y = 249 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 28 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 9 · ( 28 - 3 4 x ) = 249
6x +252 - 27 4 x = 249
- 3 4 x +252 = 249 |⋅ 4
4( - 3 4 x +252 ) = 996
-3x +1008 = 996 | -1008
-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 28 - 3 4 ⋅4

= 28 -3

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (4|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25