Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

5( -1 ) - y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -1 ) - y = -5
-5 - y = -5
-y -5 = -5 | +5
-y = 0 |:(-1 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-4)
denn 3⋅( - 2 ) +2( - 4 ) = -6 -8 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-7)
denn 3⋅0 +2( - 7 ) = 0 -14 = -14

Oder : (-4|-1)
denn 3⋅( - 4 ) +2( - 1 ) = -12 -2 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -1 (I) 4x = -16 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -1 (I) 4x = -16 (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 = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -1 (I) x = -4 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 18 (I) x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 18 (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

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 18 (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 ) +3y = 18
28 -8y +3y = 18
-5y +28 = 18 | -28
-5y = -10 |:(-5 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -22

= 7 -4

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -10 (I) -3x -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -10 (I) -3x -3y = -15 (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 -2y = -10 | +2y
x = -10 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -10 +2y ) (I) -3x -3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -10 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -10 +2y ) -3y = -15
30 -6y -3y = -15
-9y +30 = -15 | -30
-9y = -45 |:(-9 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +25

= -10 +10

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +7 + y = 0 (I)
-2( 5 + y) = -3x (II)

Lösung einblenden

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

-2x +7 + y = 0 (I)
-2( 5 + y) = -3x (II)
-2x +7 + y = 0 | -7 (I)
-10 -2y = -3x | + 10 +3x (II)
-2x +y = -7 (I) 3x -2y = 10 (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:

-2x + y = -7
y -2x = -7 | +2x
y = -7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -7 +2x ) (I) 3x -2y = 10 (II)

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

3x -2 · ( -7 +2x ) = 10
3x +14 -4x = 10
-x +14 = 10 | -14
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +24

= -7 +8

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

2x +2y = ?

-2x -5y = ?

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

2x +2y = -2 -10 = -12

-2x -5y = 2 +25 = 27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = -12

-2x -5y = 27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -2y = 3 (I) -3x +6y = -12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 3 (I) -3x +6y = -12 (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 -2y = 3 | +2y
x = 3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 +2y ) (I) -3x +6y = -12 (II)

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

-3 · ( 3 +2y ) +6y = -12
-9 -6y +6y = -12
-9 = -12 | +9
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 106 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 127 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 +5y = 106 (I) 9x +5y = 127 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 106
5y +2x = 106 | -2x
5y = 106 -2x |:5
y = 106 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 106 5 - 2 5 x ) (I) 9x +5y = 127 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 106 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 5 · ( 106 5 - 2 5 x ) = 127
9x +106 -2x = 127
7x +106 = 127 | -106
7x = 21 |:7
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 106 5 - 2 5 3

= 106 5 - 6 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20