Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

5x + ( -4 ) = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-6)
denn 3⋅( - 6 ) -4( - 6 ) = -18 +24 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|-9)
denn 3⋅( - 10 ) -4( - 9 ) = -30 +36 = 6

Oder : (-2|-3)
denn 3⋅( - 2 ) -4( - 3 ) = -6 +12 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -24 (I) -3x -3y = -36 (II)

Lösung einblenden
-4x = -24 (I) -3x -3y = -36 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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:

x = 6 (I) -3x -3y = -36 (II)

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

-3 · 6 -3y = -36
-18 -3y = -36
-3y -18 = -36 | +18
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

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|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -11 (I) 2x -4y = -28 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -11 (I) 2x -4y = -28 (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:

4x + y = -11
y +4x = -11 | -4x
y = -11 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 -4x ) (I) 2x -4y = -28 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -11 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -11 -4x ) = -28
2x +44 +16x = -28
18x +44 = -28 | -44
18x = -72 |:18
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 -4( -4 )

= -11 +16

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -19 (I) 3x +y = 3 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -19 (I) 3x +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:

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

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -19 (I) +y = ( 3 -3x ) (II)

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

x -3 · ( 3 -3x ) = -19
x -9 +9x = -19
10x -9 = -19 | +9
10x = -10 |:10
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -3( -1 )

= 3 +3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-7x +4( 2 - y) = -3x -4 (I)
2( 1 - y) = x -5 (II)

Lösung einblenden

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

-7x +4( 2 - y) = -3x -4 (I)
2( 1 - y) = x -5 (II)
-7x +8 -4y = -3x -4 | -8 +3x (I)
2 -2y = x -5 | -2 - x (II)
-4x -4y = -12 (I) -x -2y = -7 (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 = -7 | +2y
-x = -7 +2y |:(-1 )
x = 7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = -12 (I) x = ( 7 -2y ) (II)

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

-4 · ( 7 -2y ) -4y = -12
-28 +8y -4y = -12
4y -28 = -12 | +28
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -24

= 7 -8

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

-5x -5y = ?

-9x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -5y = 5 +20 = 25

-9x -7y = 9 +28 = 37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -5y = 25

-9x -7y = 37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
4x -4y = 12 (I) 4x +4y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 + x ) (I) 4x +4y = 12 (II)

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

4x + 4 · ( -3 + x ) = 12
4x -12 +4x = 12
8x -12 = 12 | +12
8x = 24 |:8
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (3|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 130 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 115 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:

8x +6y = 130 (I) 8x +5y = 115 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 130
6y +8x = 130 | -8x
6y = 130 -8x |:6
y = 65 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 65 3 - 4 3 x ) (I) 8x +5y = 115 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 65 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 5 · ( 65 3 - 4 3 x ) = 115
8x + 325 3 - 20 3 x = 115
4 3 x + 325 3 = 115 |⋅ 3
3( 4 3 x + 325 3 ) = 345
4x +325 = 345 | -325
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 65 3 - 4 3 5

= 65 3 - 20 3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (5|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15