Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 11 .

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-4x -5⋅( -7 ) = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -5⋅( -7 ) = 11
-4x +35 = 11 | -35
-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = 7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|3)
denn 4⋅1 +1⋅3 = 4 +3 = 7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-1)
denn 4⋅2 +1⋅( - 1 ) = 8 -1 = 7

Oder : (0|7)
denn 4⋅0 +1⋅7 = 0 +7 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -2


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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +4y = -16 (I) 3x +y = 4 (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:

3x + y = 4
y +3x = 4 | -3x
y = 4 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 4 · ( 4 -3x ) = -16
-4x +16 -12x = -16
-16x +16 = -16 | -16
-16x = -32 |:(-16 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -3⋅2

= 4 -6

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = 42 (I) x +3y = 18 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = 42 (I) x +3y = 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 +3y = 18 | -3y
x = 18 -3y

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = 42 (I) x = ( 18 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 18 -3y ) +3y = 42
90 -15y +3y = 42
-12y +90 = 42 | -90
-12y = -48 |:(-12 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 -3⋅4

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x - 2 5 y = - 4 5 (I) - 3 5 x + 3 5 y = 24 5 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x - 2 5 y = - 4 5 (I) - 3 5 x + 3 5 y = 24 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 5 x - 2 5 y = - 4 5
- 2 5 y - 2 5 x = - 4 5 |⋅ 5
5( - 2 5 y - 2 5 x) = -4
-2y -2x = -4 | +2x
-2y = -4 +2x |:(-2 )
y = 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 - x ) (I) - 3 5 x + 3 5 y = 24 5 (II)

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

- 3 5 x + 3 5 · ( 2 - x ) = 24 5
- 3 5 x + 6 5 - 3 5 x = 24 5
- 6 5 x + 6 5 = 24 5 |⋅ 5
5( - 6 5 x + 6 5 ) = 24
-6x +6 = 24 | -6
-6x = 18 |:(-6 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - ( -3 )

= 2 +3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

3x -4y = ?

-1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

3x -4y = -15 +16 = 1

-1x -1y = 5 +4 = 9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -4y = 1

-1x -1y = 9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
4x -5y = -4 (I) 3x -y = 8 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -5 · ( -8 +3x ) = -4
4x +40 -15x = -4
-11x +40 = -4 | -40
-11x = -44 |:(-11 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +3⋅4

= -8 +12

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 132 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 306 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:

7x +3y = 132 (I) 6x +9y = 306 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +3y = 132
3y +7x = 132 | -7x
3y = 132 -7x |:3
y = 44 - 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 44 - 7 3 x ) (I) 6x +9y = 306 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 44 - 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 9 · ( 44 - 7 3 x ) = 306
6x +396 -21x = 306
-15x +396 = 306 | -396
-15x = -90 |:(-15 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 44 - 7 3 ⋅6

= 44 -14

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (6|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30