Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 13 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

x -4( -4 ) = 13

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -4( -4 ) = 13
x +16 = 13 | -16
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = 15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|5)
denn 1⋅5 +25 = 5 +10 = 15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|4)
denn 1⋅7 +24 = 7 +8 = 15

Oder : (3|6)
denn 1⋅3 +26 = 3 +12 = 15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 6 (I) -y = -6 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 6 (I) -y = -6 (II)

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

-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 6 (I) +y = 6 (II)

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

2x + 2 · 6 = 6
2x +12 = 6 | -12
2x = -6 |:2
x = -3

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: (-3|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 21 (I) 3x +2y = 21 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 21 (I) 3x +2y = 21 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +3y = 21 | -3y
x = 21 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 21 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 21 -3y ) +2y = 21
63 -9y +2y = 21
-7y +63 = 21 | -63
-7y = -42 |:(-7 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 -36

= 21 -18

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -37 (I) -x -4y = 21 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -37 (I) -x -4y = 21 (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 = 21 | +4y
-x = 21 +4y |:(-1 )
x = -21 -4y

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = -37 (I) x = ( -21 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -21 -4y ) +3y = -37
-105 -20y +3y = -37
-17y -105 = -37 | +105
-17y = 68 |:(-17 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 -4( -4 )

= -21 +16

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +3( 9 - y) = -2x +3 (I)
-x -2y = -13 (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 +3( 9 - y) = -2x +3 (I)
-x -2y = -13 (II)
-5x +27 -3y = -2x +3 | -27 +2x (I)
-x -2y = -13 (II)
-3x -3y = -24 (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 |:(-1 )
x = 13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = -24 (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 = -24
-39 +6y -3y = -24
3y -39 = -24 | +39
3y = 15 |:3
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -25

= 13 -10

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|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 +2y = ?

3x -4y = ?

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

-1x +2y = -4 -8 = -12

3x -4y = 12 +16 = 28

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = -12

3x -4y = 28

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -24 +4y ) -4y = -24
24 -4y -4y = -24
-8y +24 = -24 | -24
-8y = -48 |:(-8 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +46

= -24 +24

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 324 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 334 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 +8y = 324 (I) 7x +8y = 334 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +8y = 324
8y +2x = 324 | -2x
8y = 324 -2x |:8
y = 81 2 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 81 2 - 1 4 x ) (I) 7x +8y = 334 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 81 2 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 8 · ( 81 2 - 1 4 x ) = 334
7x +324 -2x = 334
5x +324 = 334 | -324
5x = 10 |:5
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 81 2 - 1 4 2

= 81 2 - 1 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (2|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40