Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +2y = 34 .

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

Lösung einblenden

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

45 +2y = 34

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

45 +2y = 34
20 +2y = 34
2y +20 = 34 | -20
2y = 14 |:2
y = 7

Die Lösung ist somit: (5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-7)
denn -5⋅( - 2 ) -1( - 7 ) = 10 +7 = 17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-2)
denn -5⋅( - 3 ) -1( - 2 ) = 15 +2 = 17

Oder : (-1|-12)
denn -5⋅( - 1 ) -1( - 12 ) = 5 +12 = 17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = 12 |:2
y = 6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -1 · 6 = 2
-2x -6 = 2 | +6
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = -8 (I) x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -8 (I) x -4y = -10 (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 = -10 | +4y
x = -10 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = -8 (I) x = ( -10 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -10 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -10 +4y ) +4y = -8
40 -16y +4y = -8
-12y +40 = -8 | -40
-12y = -48 |:(-12 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +44

= -10 +16

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 22 (I) -5x -5y = 35 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 22 (I) -5x -5y = 35 (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 -4y = 22 | +4y
-x = 22 +4y |:(-1 )
x = -22 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -22 -4y ) (I) -5x -5y = 35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -22 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -22 -4y ) -5y = 35
110 +20y -5y = 35
15y +110 = 35 | -110
15y = -75 |:15
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -22 -4( -5 )

= -22 +20

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x + 1 3 y = 8 3 (I) - 3 4 x +3y = 18 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x + 1 3 y = 8 3 (I) - 3 4 x +3y = 18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 4 x + 1 3 y = 8 3
1 3 y - 1 4 x = 8 3 |⋅ 12
12( 1 3 y - 1 4 x) = 32
4y -3x = 32 | +3x
4y = 32 +3x |:4
y = 8 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 + 3 4 x ) (I) - 3 4 x +3y = 18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 3 4 x + 3 · ( 8 + 3 4 x ) = 18
- 3 4 x +24 + 9 4 x = 18
3 2 x +24 = 18 |⋅ 2
2( 3 2 x +24 ) = 36
3x +48 = 36 | -48
3x = -12 |:3
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 + 3 4 ( -4 )

= 8 -3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

-1x -3y = ?

2x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-1x -3y = 4 +6 = 10

2x +3y = -8 -6 = -14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = 10

2x +3y = -14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -3y = 1 (I) -2x +6y = -4 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 1 (I) -2x +6y = -4 (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 -3y = 1 | +3y
x = 1 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 +3y ) (I) -2x +6y = -4 (II)

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

-2 · ( 1 +3y ) +6y = -4
-2 -6y +6y = -4
-2 = -4 | +2
0 = -2

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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 120 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 224 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:

5x +4y = 120 (I) 6x +8y = 224 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 120
4y +5x = 120 | -5x
4y = 120 -5x |:4
y = 30 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 30 - 5 4 x ) (I) 6x +8y = 224 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 30 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 8 · ( 30 - 5 4 x ) = 224
6x +240 -10x = 224
-4x +240 = 224 | -240
-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 30 - 5 4 4

= 30 -5

= 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