Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -1 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

-x -51 = -1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -51 = -1
-x -5 = -1 | +5
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-2)
denn 3⋅( - 6 ) +3( - 2 ) = -18 -6 = -24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-5)
denn 3⋅( - 3 ) +3( - 5 ) = -9 -15 = -24

Oder : (-9|1)
denn 3⋅( - 9 ) +31 = -27 +3 = -24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = 16 (I) 4x = -16 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 16 (I) 4x = -16 (II)

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

4x = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = 16 (I) x = -4 (II)

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

-3 · ( -4 ) - y = 16
12 - y = 16
-y +12 = 16 | -12
-y = 4 |:(-1 )
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:

4x +3y = 11 (I) x +3y = 14 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 11 (I) x +3y = 14 (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 +3y = 14 | -3y
x = 14 -3y

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 11 (I) x = ( 14 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 14 -3y ) +3y = 11
56 -12y +3y = 11
-9y +56 = 11 | -56
-9y = -45 |:(-9 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -35

= 14 -15

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = 0 (I) 3x -2y = 18 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 0 (I) 3x -2y = 18 (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:

-3x - y = 0
-y -3x = 0 | +3x
-y = 3x |:(-1 )
y = -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( -3x ) = 18
3x +6x = 18
9x = 18 |:9
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -32

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
1 3 x +y = 4 (I) - 2 3 x - 2 3 y = -4 (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:

1 3 x + y = 4
y + 1 3 x = 4 |⋅ 3
3( y + 1 3 x) = 12
3y + x = 12 | - x
3y = 12 - x |:3
y = 4 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 4 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 3 x - 2 3 · ( 4 - 1 3 x ) = -4
- 2 3 x - 8 3 + 2 9 x = -4
- 4 9 x - 8 3 = -4 |⋅ 9
9( - 4 9 x - 8 3 ) = -36
-4x -24 = -36 | +24
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 1 3 3

= 4 -1

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|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.:

-4x -4y = ?

-8x -11y = ?

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

-4x -4y = 16 -20 = -4

-8x -11y = 32 -55 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -4y = -4

-8x -11y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +3y = -24 (I) -4x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = -24 (I) -4x -2y = 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +3y = -24
3y -3x = -24 | +3x
3y = -24 +3x |:3
y = -8 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -2 · ( -8 + x ) = 4
-4x +16 -2x = 4
-6x +16 = 4 | -16
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 88 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 80 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:

7x +3y = 88 (I) 5x +3y = 80 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +3y = 88
3y +7x = 88 | -7x
3y = 88 -7x |:3
y = 88 3 - 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 88 3 - 7 3 x ) (I) 5x +3y = 80 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 88 3 - 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 88 3 - 7 3 x ) = 80
5x +88 -7x = 80
-2x +88 = 80 | -88
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 88 3 - 7 3 4

= 88 3 - 28 3

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (4|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20