Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = -55 .

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

Lösung einblenden

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

-57 +5y = -55

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-57 +5y = -55
-35 +5y = -55
5y -35 = -55 | +35
5y = -20 |:5
y = -4

Die Lösung ist somit: (7|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|3)
denn 5⋅3 +33 = 15 +9 = 24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-2)
denn 5⋅6 +3( - 2 ) = 30 -6 = 24

Oder : (0|8)
denn 5⋅0 +38 = 0 +24 = 24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 15 (I) 3x -4y = -1 (II)

Lösung einblenden
3x = 15 (I) 3x -4y = -1 (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 = 15 |:3
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 5 -4y = -1
15 -4y = -1
-4y +15 = -1 | -15
-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 4 (I) 4x -3y = -39 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 4 (I) 4x -3y = -39 (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 +2y = 4 | -2y
x = 4 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 4 -2y ) (I) 4x -3y = -39 (II)

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

4 · ( 4 -2y ) -3y = -39
16 -8y -3y = -39
-11y +16 = -39 | -16
-11y = -55 |:(-11 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -25

= 4 -10

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -2y = -8 (I) -2x +2y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = -8
-2y -3x = -8 | +3x
-2y = -8 +3x |:(-2 )
y = 4 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 2 · ( 4 - 3 2 x ) = 8
-2x +8 -3x = 8
-5x +8 = 8 | -8
-5x = 0 |:(-5 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 3 2 ( 0 )

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2 +5y = 0 (I)
16 = -2x + y (II)

Lösung einblenden

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

3x -2 +5y = 0 | + 2 (I)
16 = -2x + y | -16 +2x - y (II)
3x +5y = 2 (I) 2x -y = -16 (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 = -16
-y +2x = -16 | -2x
-y = -16 -2x |:(-1 )
y = 16 +2x

Als neues LGS erhält man so:

3x +5y = 2 (I) +y = ( 16 +2x ) (II)

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

3x + 5 · ( 16 +2x ) = 2
3x +80 +10x = 2
13x +80 = 2 | -80
13x = -78 |:13
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 +2( -6 )

= 16 -12

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-3x +10y = ?

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

1x -4y = -4 -4 = -8

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = -8

-3x +10y = 22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -4y = 7 (I) x +2y = -3 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 7 (I) x +2y = -3 (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 = -3 | -2y
x = -3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 7 (I) x = ( -3 -2y ) (II)

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

-2 · ( -3 -2y ) -4y = 7
6 +4y -4y = 7
6 = 7 | -6
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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 178 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 264 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:

3x +4y = 178 (I) 4x +6y = 264 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 178
4y +3x = 178 | -3x
4y = 178 -3x |:4
y = 89 2 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 89 2 - 3 4 x ) (I) 4x +6y = 264 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 89 2 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 6 · ( 89 2 - 3 4 x ) = 264
4x +267 - 9 2 x = 264
- 1 2 x +267 = 264 |⋅ 2
2( - 1 2 x +267 ) = 528
-x +534 = 528 | -534
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 89 2 - 3 4 6

= 89 2 - 9 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (6|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40