Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = 25 .

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

Lösung einblenden

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

3( -1 ) -4y = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -1 ) -4y = 25
-3 -4y = 25
-4y -3 = 25 | +3
-4y = 28 |:(-4 )
y = -7

Die Lösung ist somit: (-1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|0)
denn -4⋅( - 2 ) +10 = 8 +0 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|4)
denn -4⋅( - 1 ) +14 = 4 +4 = 8

Oder : (-3|-4)
denn -4⋅( - 3 ) +1( - 4 ) = 12 -4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -9 (I) 2x +y = -12 (II)

Lösung einblenden
3x = -9 (I) 2x +y = -12 (II)

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

3x = -9 |:3
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 9 (I) -x -2y = 2 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 9 (I) -x -2y = 2 (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 = 2 | +2y
-x = 2 +2y |:(-1 )
x = -2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = 9 (I) x = ( -2 -2y ) (II)

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

-2 · ( -2 -2y ) + y = 9
4 +4y + y = 9
5y +4 = 9 | -4
5y = 5 |:5
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -21

= -2 -2

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -3y = -14 (I) -3x -y = -7 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = -14 (I) -3x -y = -7 (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 = -7
-y -3x = -7 | +3x
-y = -7 +3x |:(-1 )
y = 7 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = -14 (I) +y = ( 7 -3x ) (II)

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

-2x -3 · ( 7 -3x ) = -14
-2x -21 +9x = -14
7x -21 = -14 | +21
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -31

= 7 -3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2 + y = 0 (I)
-4x = 14 -5y (II)

Lösung einblenden

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

-x -2 + y = 0 | + 2 (I)
-4x = 14 -5y | + 5y (II)
-x +y = 2 (I) -4x +5y = 14 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 + x ) (I) -4x +5y = 14 (II)

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

-4x + 5 · ( 2 + x ) = 14
-4x +10 +5x = 14
x +10 = 14 | -10
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

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.:

-4x -2y = ?

-2x +1y = ?

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

-4x -2y = 4 -10 = -6

-2x +1y = 2 +5 = 7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -2y = -6

-2x +1y = 7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -2 · ( - 4 3 + x ) = 3
2x + 8 3 -2x = 3
8 3 = 3 | - 8 3
0 = 1 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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 84 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 152 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 +3y = 84 (I) 4x +7y = 152 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +3y = 84
3y +8x = 84 | -8x
3y = 84 -8x |:3
y = 28 - 8 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 28 - 8 3 x ) (I) 4x +7y = 152 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 28 - 8 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 28 - 8 3 x ) = 152
4x +196 - 56 3 x = 152
- 44 3 x +196 = 152 |⋅ 3
3( - 44 3 x +196 ) = 456
-44x +588 = 456 | -588
-44x = -132 |:(-44 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 28 - 8 3 3

= 28 -8

= 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