Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = -9 .

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

Lösung einblenden

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

-2x -35 = -9

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x -35 = -9
-2x -15 = -9 | +15
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|7)
denn -3⋅4 +37 = -12 +21 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|10)
denn -3⋅7 +310 = -21 +30 = 9

Oder : (1|4)
denn -3⋅1 +34 = -3 +12 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 1 · ( -3 ) = 7
2x -3 = 7 | +3
2x = 10 |:2
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = -10 (I) 3x +y = -10 (II)

Lösung einblenden
x -y = -10 (I) 3x +y = -10 (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 = -10
y +3x = -10 | -3x
y = -10 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x -y = -10 (I) +y = ( -10 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -10 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -1 · ( -10 -3x ) = -10
x +10 +3x = -10
4x +10 = -10 | -10
4x = -20 |:4
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -3( -5 )

= -10 +15

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 18 (I) -2x -2y = -20 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 18 (I) -2x -2y = -20 (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 = 18 | -3y
x = 18 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 -3y ) (I) -2x -2y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 18 -3y ) -2y = -20
-36 +6y -2y = -20
4y -36 = -20 | +36
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 -34

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

- 3 5 x + y = 3
y - 3 5 x = 3 |⋅ 5
5( y - 3 5 x) = 15
5y -3x = 15 | +3x
5y = 15 +3x |:5
y = 3 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 1 2 · ( 3 + 3 5 x ) = 3 2
-2x + 3 2 + 3 10 x = 3 2
- 17 10 x + 3 2 = 3 2 |⋅ 10
10( - 17 10 x + 3 2 ) = 15
-17x +15 = 15 | -15
-17x = 0 |:(-17 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 + 3 5 ( 0 )

= 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

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 -4y = ?

5x -18y = ?

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

1x -4y = 4 +20 = 24

5x -18y = 20 +90 = 110

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = 24

5x -18y = 110

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -2y = 1 (I) -9x +6y = -6 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 1 (I) -9x +6y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 + 3 2 x ) (I) -9x +6y = -6 (II)

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

-9x + 6 · ( - 1 2 + 3 2 x ) = -6
-9x -3 +9x = -6
-3 = -6 | +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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 144 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 39 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 +9y = 144 (I) 3x +2y = 39 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +9y = 144
9y +3x = 144 | -3x
9y = 144 -3x |:9
y = 16 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 - 1 3 x ) (I) 3x +2y = 39 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 16 - 1 3 x ) = 39
3x +32 - 2 3 x = 39
7 3 x +32 = 39 |⋅ 3
3( 7 3 x +32 ) = 117
7x +96 = 117 | -96
7x = 21 |:7
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 - 1 3 3

= 16 -1

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15