Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +3y = -23 .

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

Lösung einblenden

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

2x +3⋅( -7 ) = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x +3⋅( -7 ) = -23
2x -21 = -23 | +21
2x = -2 |:2
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|6)
denn 2⋅( - 7 ) +5⋅6 = -14 +30 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|4)
denn 2⋅( - 2 ) +5⋅4 = -4 +20 = 16

Oder : (-12|8)
denn 2⋅( - 12 ) +5⋅8 = -24 +40 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 2 + y = -5
-6 + y = -5
y -6 = -5 | +6
y = 1

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|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( 3 +2x ) = 6
-3x +9 +6x = 6
3x +9 = 6 | -9
3x = -3 |:3
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +2⋅( -1 )

= 3 -2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = -24 (I) -3x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = -24 (I) -3x +y = 6 (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 = 6
y -3x = 6 | +3x
y = 6 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -4y = -24 (I) +y = ( 6 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 6 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( 6 +3x ) = -24
-3x -24 -12x = -24
-15x -24 = -24 | +24
-15x = 0 |:(-15 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +3⋅( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x -y = - 14 5 (I) 1 2 x - 1 3 y = - 13 3 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x -y = - 14 5 (I) 1 2 x - 1 3 y = - 13 3 (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:

- 1 5 x - y = - 14 5
-y - 1 5 x = - 14 5 |⋅ 5
5( -y - 1 5 x) = -14
-5y - x = -14 | + x
-5y = -14 + x |:(-5 )
y = 14 5 - 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 5 - 1 5 x ) (I) 1 2 x - 1 3 y = - 13 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 14 5 - 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x - 1 3 · ( 14 5 - 1 5 x ) = - 13 3
1 2 x - 14 15 + 1 15 x = - 13 3
17 30 x - 14 15 = - 13 3 |⋅ 30
30( 17 30 x - 14 15 ) = -130
17x -28 = -130 | +28
17x = -102 |:17
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 5 - 1 5 ⋅( -6 )

= 14 5 + 6 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-9x -6y = ?

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

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

-9x -6y = -18 +30 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -2y = 0

-9x -6y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 2 · ( -1 - 3 2 x ) = -1
3x -2 -3x = -1
-2 = -1 | +2
0 = 1

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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 240 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 185 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 +6y = 240 (I) 9x +4y = 185 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +6y = 240
6y +6x = 240 | -6x
6y = 240 -6x |:6
y = 40 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 40 - x ) (I) 9x +4y = 185 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 40 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 4 · ( 40 - x ) = 185
9x +160 -4x = 185
5x +160 = 185 | -160
5x = 25 |:5
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 40 - 5

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (5|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35