Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = -5 .

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

Lösung einblenden

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

( -5 ) -4y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -5 ) -4y = -5
-5 -4y = -5
-4y -5 = -5 | +5
-4y = 0 |:(-4 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-5|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = 30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|6)
denn -3⋅( - 4 ) +36 = 12 +18 = 30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|9)
denn -3⋅( - 1 ) +39 = 3 +27 = 30

Oder : (-7|3)
denn -3⋅( - 7 ) +33 = 21 +9 = 30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 12 (I) x +4y = -13 (II)

Lösung einblenden
-4y = 12 (I) x +4y = -13 (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 = 12 |:(-4 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

+y = -3 (I) x +4y = -13 (II)

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

x + 4 · ( -3 ) = -13
x -12 = -13 | +12
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -22 (I) 4x = 24 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -22 (I) 4x = 24 (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 = 24 |:4
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -22 (I) x = 6 (II)

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

-4 · 6 + y = -22
-24 + y = -22
y -24 = -22 | +24
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -y = 27 (I) x -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-5x -y = 27 (I) x -3y = -15 (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 = -15 | +3y
x = -15 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -y = 27 (I) x = ( -15 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -15 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -15 +3y ) - y = 27
75 -15y - y = 27
-16y +75 = 27 | -75
-16y = -48 |:(-16 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 +33

= -15 +9

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -2y) = 2( 3x -2 ) (I)
-7x - y = -5x +3 (II)

Lösung einblenden

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

2( x -2y) = 2( 3x -2 ) (I)
-7x - y = -5x +3 (II)
2x -4y = 6x -4 | -6x (I)
-7x - y = -5x +3 | + 5x (II)
-4x -4y = -4 (I) -2x -y = 3 (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:

-2x - y = 3
-y -2x = 3 | +2x
-y = 3 +2x |:(-1 )
y = -3 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( -3 -2x ) = -4
-4x +12 +8x = -4
4x +12 = -4 | -12
4x = -16 |:4
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 -2( -4 )

= -3 +8

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

5x -3y = ?

7x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

5x -3y = -10 -9 = -19

7x -6y = -14 -18 = -32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -3y = -19

7x -6y = -32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +8y = -6 (I) x -4y = 3 (II)

Lösung einblenden
-2x +8y = -6 (I) x -4y = 3 (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 = 3 | +4y
x = 3 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +8y = -6 (I) x = ( 3 +4y ) (II)

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

-2 · ( 3 +4y ) +8y = -6
-6 -8y +8y = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 257 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 6 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:

3x +7y = 257 (I) 9x +6y = 246 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +7y = 257
7y +3x = 257 | -3x
7y = 257 -3x |:7
y = 257 7 - 3 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 257 7 - 3 7 x ) (I) 9x +6y = 246 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 257 7 - 3 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 6 · ( 257 7 - 3 7 x ) = 246
9x + 1542 7 - 18 7 x = 246
45 7 x + 1542 7 = 246 |⋅ 7
7( 45 7 x + 1542 7 ) = 1722
45x +1542 = 1722 | -1542
45x = 180 |:45
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 257 7 - 3 7 4

= 257 7 - 12 7

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35