Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = -19 .

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

Lösung einblenden

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

1 -5y = -19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

1 -5y = -19
1 -5y = -19
-5y +1 = -19 | -1
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (1|4)

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: (3|-5)
denn 4⋅3 +1⋅( - 5 ) = 12 -5 = 7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-9)
denn 4⋅4 +1⋅( - 9 ) = 16 -9 = 7

Oder : (2|-1)
denn 4⋅2 +1⋅( - 1 ) = 8 -1 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) 4x -4y = 4 (II)

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

4 · 4 -4y = 4
16 -4y = 4
-4y +16 = 4 | -16
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -18 (I) -4x +2y = -16 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -18 (I) -4x +2y = -16 (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 = -18
y -4x = -18 | +4x
y = -18 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -18 +4x ) (I) -4x +2y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -18 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( -18 +4x ) = -16
-4x -36 +8x = -16
4x -36 = -16 | +36
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 +4⋅5

= -18 +20

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -22 (I) -3x +4y = -36 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -22 (I) -3x +4y = -36 (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 = -22 | -3y
-x = -22 -3y |:(-1 )
x = 22 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 22 +3y ) (I) -3x +4y = -36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 22 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 22 +3y ) +4y = -36
-66 -9y +4y = -36
-5y -66 = -36 | +66
-5y = 30 |:(-5 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 +3⋅( -6 )

= 22 -18

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5 +4y = -x -23 +8y (I)
-3x = 2( -x +8 )-2y (II)

Lösung einblenden

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

5 +4y = -x -23 +8y (I)
-3x = 2( -x +8 )-2y (II)
5 +4y = -x -23 +8y | -5 + x -8y (I)
-3x = -2x +16 -2y | + 2x +2y (II)
x -4y = -28 (I) -x +2y = 16 (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 = 16 | -2y
-x = 16 -2y |:(-1 )
x = -16 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -28 (I) x = ( -16 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -16 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -16 +2y ) -4y = -28
-16 +2y -4y = -28
-2y -16 = -28 | +16
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 +2⋅6

= -16 +12

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

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.:

-2x -3y = ?

-4x -3y = ?

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

-2x -3y = -10 -12 = -22

-4x -3y = -20 -12 = -32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = -22

-4x -3y = -32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x -16y = 4 (I) -2x +4y = -1 (II)

Lösung einblenden
8x -16y = 4 (I) -2x +4y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x -16y = 4
-16y +8x = 4 | -8x
-16y = 4 -8x |:(-16 )
y = - 1 4 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 4 · ( - 1 4 + 1 2 x ) = -1
-2x -1 +2x = -1
-1 = -1 | +1
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 105 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 204 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 = 105 (I) 4x +8y = 204 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 105
4y +5x = 105 | -5x
4y = 105 -5x |:4
y = 105 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 105 4 - 5 4 x ) (I) 4x +8y = 204 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 105 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 8 · ( 105 4 - 5 4 x ) = 204
4x +210 -10x = 204
-6x +210 = 204 | -210
-6x = -6 |:(-6 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 105 4 - 5 4 ⋅1

= 105 4 - 5 4

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (1|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25