Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -12 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-5x -2( -4 ) = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -2( -4 ) = -12
-5x +8 = -12 | -8
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = -2 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-2)
denn -3⋅( - 2 ) +4( - 2 ) = 6 -8 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|1)
denn -3⋅2 +41 = -6 +4 = -2

Oder : (-6|-5)
denn -3⋅( - 6 ) +4( - 5 ) = 18 -20 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -12 (I) 3x -2y = 20 (II)

Lösung einblenden
-3x = -12 (I) 3x -2y = 20 (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) 3x -2y = 20 (II)

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

3 · 4 -2y = 20
12 -2y = 20
-2y +12 = 20 | -12
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 18 (I) -2x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 18 (I) -2x -y = -6 (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 = -6
-y -2x = -6 | +2x
-y = -6 +2x |:(-1 )
y = 6 -2x

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = 18 (I) +y = ( 6 -2x ) (II)

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

x -2 · ( 6 -2x ) = 18
x -12 +4x = 18
5x -12 = 18 | +12
5x = 30 |:5
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 -26

= 6 -12

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 9 (I) 2x +4y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 9 (I) 2x +4y = 6 (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 = 9
-y -4x = 9 | +4x
-y = 9 +4x |:(-1 )
y = -9 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 -4x ) (I) 2x +4y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -9 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( -9 -4x ) = 6
2x -36 -16x = 6
-14x -36 = 6 | +36
-14x = 42 |:(-14 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -4( -3 )

= -9 +12

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x + 1 2 y = 9 2 (I) - 1 2 x + 1 2 y = -3 (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 + 1 2 y = 9 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 9
2x + y = 9 | - y
2x = 9 - y |:2
x = 9 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 2 - 1 2 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 2 · ( 9 2 - 1 2 y ) + 1 2 y = -3
- 9 4 + 1 4 y + 1 2 y = -3
3 4 y - 9 4 = -3 |⋅ 4
4( 3 4 y - 9 4 ) = -12
3y -9 = -12 | +9
3y = -3 |:3
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 2 - 1 2 ( -1 )

= 9 2 + 1 2

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

1x -4y = ?

3x -9y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

1x -4y = 1 -12 = -11

3x -9y = 3 -27 = -24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = -11

3x -9y = -24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +5y = 34 (I) -3x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = 34 (I) -3x +y = 9 (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 = 9
y -3x = 9 | +3x
y = 9 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = 34 (I) +y = ( 9 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( 9 +3x ) = 34
-4x +45 +15x = 34
11x +45 = 34 | -45
11x = -11 |:11
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +3( -1 )

= 9 -3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 295 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 384 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 +7y = 295 (I) 8x +9y = 384 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +7y = 295
7y +5x = 295 | -5x
7y = 295 -5x |:7
y = 295 7 - 5 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 295 7 - 5 7 x ) (I) 8x +9y = 384 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 295 7 - 5 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 9 · ( 295 7 - 5 7 x ) = 384
8x + 2655 7 - 45 7 x = 384
11 7 x + 2655 7 = 384 |⋅ 7
7( 11 7 x + 2655 7 ) = 2688
11x +2655 = 2688 | -2655
11x = 33 |:11
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 295 7 - 5 7 3

= 295 7 - 15 7

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (3|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40