Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-35 -3y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-35 -3y = -3
-15 -3y = -3
-3y -15 = -3 | +15
-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-6)
denn -5⋅( - 2 ) +3( - 6 ) = 10 -18 = -8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-1)
denn -5⋅1 +3( - 1 ) = -5 -3 = -8

Oder : (-5|-11)
denn -5⋅( - 5 ) +3( - 11 ) = 25 -33 = -8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 15 (I) 2x +3y = -28 (II)

Lösung einblenden
-3x = 15 (I) 2x +3y = -28 (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 = 15 |:(-3 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) 2x +3y = -28 (II)

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

2 · ( -5 ) +3y = -28
-10 +3y = -28
3y -10 = -28 | +10
3y = -18 |:3
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 8 (I) -x +4y = 20 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 8 (I) -x +4y = 20 (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 +4y = 20 | -4y
-x = 20 -4y |:(-1 )
x = -20 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 8 (I) x = ( -20 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -20 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -20 +4y ) +3y = 8
-20 +4y +3y = 8
7y -20 = 8 | +20
7y = 28 |:7
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -20 +44

= -20 +16

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -2y = -8 (I) -x +2y = 5 (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 +2y = 5 | -2y
-x = 5 -2y |:(-1 )
x = -5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -5 +2y ) -2y = -8
10 -4y -2y = -8
-6y +10 = -8 | -10
-6y = -18 |:(-6 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +23

= -5 +6

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x - 1 2 y = 21 10 (I) -3x +y = 1 (II)

Lösung einblenden
1 5 x - 1 2 y = 21 10 (I) -3x +y = 1 (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 = 1
y -3x = 1 | +3x
y = 1 +3x

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x - 1 2 y = 21 10 (I) +y = ( 1 +3x ) (II)

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

1 5 x - 1 2 · ( 1 +3x ) = 21 10
1 5 x - 1 2 - 3 2 x = 21 10
- 13 10 x - 1 2 = 21 10 |⋅ 10
10( - 13 10 x - 1 2 ) = 21
-13x -5 = 21 | +5
-13x = 26 |:(-13 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +3( -2 )

= 1 -6

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

2x -2y = ?

-2x +5y = ?

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

2x -2y = 10 -10 = 0

-2x +5y = -10 +25 = 15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -2y = 0

-2x +5y = 15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -8y = 5
-8y -4x = 5 | +4x
-8y = 5 +4x |:(-8 )
y = - 5 8 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 8 - 1 2 x ) (I) 2x +4y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 5 8 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( - 5 8 - 1 2 x ) = -2
2x - 5 2 -2x = -2
- 5 2 = -2 | + 5 2
0 = 1 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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 112 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 212 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 +2y = 112 (I) 3x +5y = 212 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +2y = 112
2y +8x = 112 | -8x
2y = 112 -8x |:2
y = 56 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 56 -4x ) (I) 3x +5y = 212 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 56 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 56 -4x ) = 212
3x +280 -20x = 212
-17x +280 = 212 | -280
-17x = -68 |:(-17 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 56 -44

= 56 -16

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40