Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -4y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

-4( -1 ) -4y = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -1 ) -4y = -24
4 -4y = -24
-4y +4 = -24 | -4
-4y = -28 |:(-4 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (-1|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = -36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-1)
denn -5⋅7 +1( - 1 ) = -35 -1 = -36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|4)
denn -5⋅8 +14 = -40 +4 = -36

Oder : (6|-6)
denn -5⋅6 +1( - 6 ) = -30 -6 = -36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = -7 (I) -3y = 12 (II)

Lösung einblenden
x +y = -7 (I) -3y = 12 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

x +y = -7 (I) +y = -4 (II)

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

x + 1 · ( -4 ) = -7
x -4 = -7 | +4
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = -15 (I) x -2y = -13 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = -15 (I) x -2y = -13 (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 = -13 | +2y
x = -13 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = -15 (I) x = ( -13 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -13 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -13 +2y ) -3y = -15
39 -6y -3y = -15
-9y +39 = -15 | -39
-9y = -54 |:(-9 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 +26

= -13 +12

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -17 (I) -x -3y = -4 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -17 (I) -x -3y = -4 (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 = -4 | +3y
-x = -4 +3y |:(-1 )
x = 4 -3y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -17 (I) x = ( 4 -3y ) (II)

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

4 · ( 4 -3y ) + y = -17
16 -12y + y = -17
-11y +16 = -17 | -16
-11y = -33 |:(-11 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -33

= 4 -9

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( x +4 )+3y = 0 (I)
-3x -23 -5y = -1 (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( x +4 )+3y = 0 (I)
-3x -23 -5y = -1 (II)
3x +12 +3y = 0 | -12 (I)
-3x -23 -5y = -1 | + 23 (II)
3x +3y = -12 (I) -3x -5y = 22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = -12
3y +3x = -12 | -3x
3y = -12 -3x |:3
y = -4 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 - x ) (I) -3x -5y = 22 (II)

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

-3x -5 · ( -4 - x ) = 22
-3x +20 +5x = 22
2x +20 = 22 | -20
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 - 1

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 4 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 -3y = ?

2x +7y = ?

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

-1x -3y = 4 -12 = -8

2x +7y = -8 +28 = 20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -8

2x +7y = 20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-5x -4y = 3 (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:

-5x -4y = 3 (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:

-5x -4 · ( 1 -3x ) = 3
-5x -4 +12x = 3
7x -4 = 3 | +4
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -31

= 1 -3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 112 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 137 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:

2x +4y = 112 (I) 2x +5y = 137 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = 112
4y +2x = 112 | -2x
4y = 112 -2x |:4
y = 28 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 28 - 1 2 x ) (I) 2x +5y = 137 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 28 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 28 - 1 2 x ) = 137
2x +140 - 5 2 x = 137
- 1 2 x +140 = 137 |⋅ 2
2( - 1 2 x +140 ) = 274
-x +280 = 274 | -280
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 28 - 1 2 6

= 28 -3

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25