Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

3x - ( -1 ) = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x - ( -1 ) = -8
3x +1 = -8 | -1
3x = -9 |:3
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|5)
denn -2⋅( - 2 ) +55 = 4 +25 = 29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|7)
denn -2⋅3 +57 = -6 +35 = 29

Oder : (-7|3)
denn -2⋅( - 7 ) +53 = 14 +15 = 29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = 11 (I) x = 1 (II)

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

-1 · 1 +2y = 11
-1 +2y = 11
2y -1 = 11 | +1
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 7 (I) -4x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 7 (I) -4x +y = 9 (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:

-4x + y = 9
y -4x = 9 | +4x
y = 9 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 7 (I) +y = ( 9 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 1 · ( 9 +4x ) = 7
-3x +9 +4x = 7
x +9 = 7 | -9
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +4( -2 )

= 9 -8

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x -3y = 6 (I) -4x +4y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 6
-3y +2x = 6 | -2x
-3y = 6 -2x |:(-3 )
y = -2 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 2 3 3

= -2 +2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (3|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x +2y = 14 (I) 3 5 x - 3 5 y = - 6 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x +2y = 14 (I) 3 5 x - 3 5 y = - 6 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 2 x +2y = 14
2y + 1 2 x = 14 |⋅ 2
2( 2y + 1 2 x) = 28
4y + x = 28 | - x
4y = 28 - x |:4
y = 7 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 - 1 4 x ) (I) 3 5 x - 3 5 y = - 6 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 5 x - 3 5 · ( 7 - 1 4 x ) = - 6 5
3 5 x - 21 5 + 3 20 x = - 6 5
3 4 x - 21 5 = - 6 5 |⋅ 20
20( 3 4 x - 21 5 ) = -24
15x -84 = -24 | +84
15x = 60 |:15
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 1 4 4

= 7 -1

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = -4 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 +2y = ?

-2x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

1x +2y = -1 -8 = -9

-2x -7y = 2 +28 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +2y = -9

-2x -7y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +4y = -35 (I) -x -2y = 13 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = -35 (I) -x -2y = 13 (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 = 13 | +2y
-x = 13 +2y |:(-1 )
x = -13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

5x +4y = -35 (I) x = ( -13 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -13 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -13 -2y ) +4y = -35
-65 -10y +4y = -35
-6y -65 = -35 | +65
-6y = 30 |:(-6 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 -2( -5 )

= -13 +10

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 109 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 144 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 +5y = 109 (I) 4x +7y = 144 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +5y = 109
5y +9x = 109 | -9x
5y = 109 -9x |:5
y = 109 5 - 9 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 109 5 - 9 5 x ) (I) 4x +7y = 144 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 109 5 - 9 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 109 5 - 9 5 x ) = 144
4x + 763 5 - 63 5 x = 144
- 43 5 x + 763 5 = 144 |⋅ 5
5( - 43 5 x + 763 5 ) = 720
-43x +763 = 720 | -763
-43x = -43 |:(-43 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 109 5 - 9 5 1

= 109 5 - 9 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (1|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20