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: -2x -3y = 2 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-2x -3( -2 ) = 2

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-2)
denn 1⋅1 -5( - 2 ) = 1 +10 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-3)
denn 1⋅( - 4 ) -5( - 3 ) = -4 +15 = 11

Oder : (6|-1)
denn 1⋅6 -5( - 1 ) = 6 +5 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 18 (I) 4x = 24 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 18 (I) 4x = 24 (II)

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

4x = 24 |:4
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = 18 (I) x = 6 (II)

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

1 · 6 -3y = 18
6 -3y = 18
-3y +6 = 18 | -6
-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 21 (I) -x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 21 (I) -x +3y = 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 +3y = 3 | -3y
-x = 3 -3y |:(-1 )
x = -3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 21 (I) x = ( -3 +3y ) (II)

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

3 · ( -3 +3y ) + y = 21
-9 +9y + y = 21
10y -9 = 21 | +9
10y = 30 |:10
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 +33

= -3 +9

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = -3
-4y -5x = -3 | +5x
-4y = -3 +5x |:(-4 )
y = 3 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 3 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 3 4 - 5 4 x ) = -3
3x +3 -5x = -3
-2x +3 = -3 | -3
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 4 - 5 4 3

= 3 4 - 15 4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + 2 3 x ) (I) -3x +2y = -7 (II)

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

-3x + 2 · ( -1 + 2 3 x ) = -7
-3x -2 + 4 3 x = -7
- 5 3 x -2 = -7 |⋅ 3
3( - 5 3 x -2 ) = -21
-5x -6 = -21 | +6
-5x = -15 |:(-5 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 2 3 3

= -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 3 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 +2y = ?

-2x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-3x +2y = 15 +6 = 21

-2x +3y = 10 +9 = 19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +2y = 21

-2x +3y = 19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-6x + 3 · ( 1 +2x ) = 4
-6x +3 +6x = 4
3 = 4 | -3
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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 137 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 269 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:

8x +3y = 137 (I) 6x +7y = 269 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +3y = 137
3y +8x = 137 | -8x
3y = 137 -8x |:3
y = 137 3 - 8 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 137 3 - 8 3 x ) (I) 6x +7y = 269 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 137 3 - 8 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 7 · ( 137 3 - 8 3 x ) = 269
6x + 959 3 - 56 3 x = 269
- 38 3 x + 959 3 = 269 |⋅ 3
3( - 38 3 x + 959 3 ) = 807
-38x +959 = 807 | -959
-38x = -152 |:(-38 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 137 3 - 8 3 4

= 137 3 - 32 3

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35