Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -12 .

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

Lösung einblenden

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

3( -4 ) -3y = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -4 ) -3y = -12
-12 -3y = -12
-3y -12 = -12 | +12
-3y = 0 |:(-3 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-4|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|5)
denn 1⋅( - 7 ) -25 = -7 -10 = -17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|4)
denn 1⋅( - 9 ) -24 = -9 -8 = -17

Oder : (-5|6)
denn 1⋅( - 5 ) -26 = -5 -12 = -17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -3y = -18 (I) -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -18 (I) -2y = 4 (II)

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

-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = -18 (I) +y = -2 (II)

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

4x -3 · ( -2 ) = -18
4x +6 = -18 | -6
4x = -24 |:4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

-2x + y = 3
y -2x = 3 | +2x
y = 3 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -1 · ( 3 +2x ) = -4
3x -3 -2x = -4
x -3 = -4 | +3
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +2( -1 )

= 3 -2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 24 (I) 3x -5y = 48 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 24 (I) 3x -5y = 48 (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 = 24 | +3y
x = 24 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 24 +3y ) (I) 3x -5y = 48 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 24 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 24 +3y ) -5y = 48
72 +9y -5y = 48
4y +72 = 48 | -72
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 24 +3( -6 )

= 24 -18

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( 4x + y) -1 = -5x +23 +3y (I)
2( -x +9 ) = -5x -4y (II)

Lösung einblenden

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

-2( 4x + y) -1 = -5x +23 +3y (I)
2( -x +9 ) = -5x -4y (II)
-8x -1 -2y = -5x +23 +3y | + 1 +5x -3y (I)
-2x +18 = -5x -4y | -18 +5x +4y (II)
-3x -5y = 24 (I) 3x +4y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -5y = 24
-5y -3x = 24 | +3x
-5y = 24 +3x |:(-5 )
y = - 24 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 24 5 - 3 5 x ) (I) 3x +4y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 24 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( - 24 5 - 3 5 x ) = -18
3x - 96 5 - 12 5 x = -18
3 5 x - 96 5 = -18 |⋅ 5
5( 3 5 x - 96 5 ) = -90
3x -96 = -90 | +96
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 24 5 - 3 5 2

= - 24 5 - 6 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-5x -3y = ?

-3x -3y = ?

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

-5x -3y = -15 +9 = -6

-3x -3y = -9 +9 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -3y = -6

-3x -3y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

4x - y = 24
-y +4x = 24 | -4x
-y = 24 -4x |:(-1 )
y = -24 +4x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -24 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -24 +4x ) = 24
4x +72 -12x = 24
-8x +72 = 24 | -72
-8x = -48 |:(-8 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -24 +46

= -24 +24

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (6|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 135 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 129 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 +4y = 135 (I) 3x +4y = 129 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 135
4y +5x = 135 | -5x
4y = 135 -5x |:4
y = 135 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 135 4 - 5 4 x ) (I) 3x +4y = 129 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 135 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 135 4 - 5 4 x ) = 129
3x +135 -5x = 129
-2x +135 = 129 | -135
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 135 4 - 5 4 3

= 135 4 - 15 4

= 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