Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -9 .

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

Lösung einblenden

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

-55 -4y = -9

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-55 -4y = -9
-25 -4y = -9
-4y -25 = -9 | +25
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = 34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-7)
denn 5⋅4 -2( - 7 ) = 20 +14 = 34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-12)
denn 5⋅2 -2( - 12 ) = 10 +24 = 34

Oder : (6|-2)
denn 5⋅6 -2( - 2 ) = 30 +4 = 34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 17 (I) 3x = 6 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 17 (I) 3x = 6 (II)

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

3x = 6 |:3
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = 17 (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:

1 · 2 -3y = 17
2 -3y = 17
-3y +2 = 17 | -2
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

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|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -6 (I) x -4y = -14 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -6 (I) x -4y = -14 (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 = -14 | +4y
x = -14 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -6 (I) x = ( -14 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -14 +4y ) - y = -6
14 -4y - y = -6
-5y +14 = -6 | -14
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +44

= -14 +16

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 2
-4y -5x = 2 | +5x
-4y = 2 +5x |:(-4 )
y = - 1 2 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 5 4 x ) (I) -3x -3y = 3 (II)

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

-3x -3 · ( - 1 2 - 5 4 x ) = 3
-3x + 3 2 + 15 4 x = 3
3 4 x + 3 2 = 3 |⋅ 4
4( 3 4 x + 3 2 ) = 12
3x +6 = 12 | -6
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 2 - 5 4 2

= - 1 2 - 5 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = -6 (I) -3x -y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = -6 (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:

-3x -3y = -6 (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:

-3x -3 · ( 8 -3x ) = -6
-3x -24 +9x = -6
6x -24 = -6 | +24
6x = 18 |:6
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -33

= 8 -9

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-1x +3y = ?

-5x +13y = ?

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

-1x +3y = -4 +15 = 11

-5x +13y = -20 +65 = 45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +3y = 11

-5x +13y = 45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

9x +3y = 0 (I) -3x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
9x +3y = 0 (I) -3x -y = 1 (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 = 1
-y -3x = 1 | +3x
-y = 1 +3x |:(-1 )
y = -1 -3x

Als neues LGS erhält man so:

9x +3y = 0 (I) +y = ( -1 -3x ) (II)

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

9x + 3 · ( -1 -3x ) = 0
9x -3 -9x = 0
-3 = 0 | +3
0 = 3

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 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 156 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 192 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:

2x +5y = 156 (I) 4x +6y = 192 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 156
5y +2x = 156 | -2x
5y = 156 -2x |:5
y = 156 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 156 5 - 2 5 x ) (I) 4x +6y = 192 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 156 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 6 · ( 156 5 - 2 5 x ) = 192
4x + 936 5 - 12 5 x = 192
8 5 x + 936 5 = 192 |⋅ 5
5( 8 5 x + 936 5 ) = 960
8x +936 = 960 | -936
8x = 24 |:8
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 156 5 - 2 5 3

= 156 5 - 6 5

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30