Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

3( -3 ) +3y = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -3 ) +3y = -24
-9 +3y = -24
3y -9 = -24 | +9
3y = -15 |:3
y = -5

Die Lösung ist somit: (-3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|2)
denn -5⋅( - 4 ) -12 = 20 -2 = 18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|7)
denn -5⋅( - 5 ) -17 = 25 -7 = 18

Oder : (-3|-3)
denn -5⋅( - 3 ) -1( - 3 ) = 15 +3 = 18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -2 ) -3y = 3
-6 -3y = 3
-3y -6 = 3 | +6
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = -9 (I) -3x -4y = 23 (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 = -9 | -2y
x = -9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -9 -2y ) -4y = 23
27 +6y -4y = 23
2y +27 = 23 | -27
2y = -4 |:2
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 -2( -2 )

= -9 +4

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = -2 (I) 4x +5y = 8 (II)

Lösung einblenden
-2x -2y = -2 (I) 4x +5y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - x ) (I) 4x +5y = 8 (II)

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

4x + 5 · ( 1 - x ) = 8
4x +5 -5x = 8
-x +5 = 8 | -5
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - ( -3 )

= 1 +3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -2x + y) = -x (I)
2( 2 - y) = 2( x +10 ) (II)

Lösung einblenden

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

3( -2x + y) = -x (I)
2( 2 - y) = 2( x +10 ) (II)
-6x +3y = -x | + x (I)
4 -2y = 2x +20 | -4 -2x (II)
-5x +3y = 0 (I) -2x -2y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = 0
3y -5x = 0 | +5x
3y = 5x |:3
y = 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · 5 3 x = 16
-2x - 10 3 x = 16
- 16 3 x = 16 |⋅ 3
-16x = 48 |:(-16 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 3 ( -3 )

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

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 -2y = ?

-3x -9y = ?

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

-1x -2y = 4 -2 = 2

-3x -9y = 12 -9 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = 2

-3x -9y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 4 · ( 2 + x ) = 6
-4x +8 +4x = 6
8 = 6 | -8
0 = -2

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 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 184 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 246 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:

4x +6y = 184 (I) 6x +8y = 246 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +6y = 184
6y +4x = 184 | -4x
6y = 184 -4x |:6
y = 92 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 92 3 - 2 3 x ) (I) 6x +8y = 246 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 92 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 8 · ( 92 3 - 2 3 x ) = 246
6x + 736 3 - 16 3 x = 246
2 3 x + 736 3 = 246 |⋅ 3
3( 2 3 x + 736 3 ) = 738
2x +736 = 738 | -736
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 92 3 - 2 3 1

= 92 3 - 2 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30