Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +4y = -28 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-26 +4y = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-26 +4y = -28
-12 +4y = -28
4y -12 = -28 | +12
4y = -16 |:4
y = -4

Die Lösung ist somit: (6|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-1)
denn -2⋅0 +5( - 1 ) = 0 -5 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|1)
denn -2⋅5 +51 = -10 +5 = -5

Oder : (-5|-3)
denn -2⋅( - 5 ) +5( - 3 ) = 10 -15 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 24 (I) -3x -3y = 30 (II)

Lösung einblenden
-4y = 24 (I) -3x -3y = 30 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-4y = 24 |:(-4 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

+y = -6 (I) -3x -3y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch -6 ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -3 · ( -6 ) = 30
-3x +18 = 30 | -18
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -12 (I) -4x = 8 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -12 (I) -4x = 8 (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 = 8 |:(-4 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -12 (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:

4 · ( -2 ) + y = -12
-8 + y = -12
y -8 = -12 | +8
y = -4

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|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -14 (I) x +5y = -18 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -14 (I) x +5y = -18 (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 +5y = -18 | -5y
x = -18 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = -14 (I) x = ( -18 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -18 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -18 -5y ) +4y = -14
-18 -5y +4y = -14
-y -18 = -14 | +18
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 -5( -4 )

= -18 +20

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x = -10 + y (I)
2( 2x -13 ) = 5( x - y) (II)

Lösung einblenden

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

5x = -10 + y (I)
2( 2x -13 ) = 5( x - y) (II)
5x = -10 + y | -y (I)
4x -26 = 5x -5y | + 26 -5x +5y (II)
5x -y = -10 (I) -x +5y = 26 (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 +5y = 26 | -5y
-x = 26 -5y |:(-1 )
x = -26 +5y

Als neues LGS erhält man so:

5x -y = -10 (I) x = ( -26 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -26 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -26 +5y ) - y = -10
-130 +25y - y = -10
24y -130 = -10 | +130
24y = 120 |:24
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -26 +55

= -26 +25

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-3x -1y = ?

-6x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-3x -1y = 15 +1 = 16

-6x -4y = 30 +4 = 34

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -1y = 16

-6x -4y = 34

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -5y = -4 (I) 3x +3y = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x -5y = -4 (I) 3x +3y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -5y = -4
-5y -3x = -4 | +3x
-5y = -4 +3x |:(-5 )
y = 4 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 5 - 3 5 x ) (I) 3x +3y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 4 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 4 5 - 3 5 x ) = 6
3x + 12 5 - 9 5 x = 6
6 5 x + 12 5 = 6 |⋅ 5
5( 6 5 x + 12 5 ) = 30
6x +12 = 30 | -12
6x = 18 |:6
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 5 - 3 5 3

= 4 5 - 9 5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 253 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 216 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 +7y = 253 (I) 3x +6y = 216 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +7y = 253
7y +4x = 253 | -4x
7y = 253 -4x |:7
y = 253 7 - 4 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 253 7 - 4 7 x ) (I) 3x +6y = 216 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 253 7 - 4 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 6 · ( 253 7 - 4 7 x ) = 216
3x + 1518 7 - 24 7 x = 216
- 3 7 x + 1518 7 = 216 |⋅ 7
7( - 3 7 x + 1518 7 ) = 1512
-3x +1518 = 1512 | -1518
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 253 7 - 4 7 2

= 253 7 - 8 7

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (2|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35