Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = 15 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

42 + y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

42 + y = 15
8 + y = 15
y +8 = 15 | -8
y = 7

Die Lösung ist somit: (2|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-4)
denn -4⋅7 -3( - 4 ) = -28 +12 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|0)
denn -4⋅4 -30 = -16 +0 = -16

Oder : (10|-8)
denn -4⋅10 -3( - 8 ) = -40 +24 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = -1 (I) 3x +4y = -13 (II)

Lösung einblenden
-x = -1 (I) 3x +4y = -13 (II)

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

-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) 3x +4y = -13 (II)

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

3 · 1 +4y = -13
3 +4y = -13
4y +3 = -13 | -3
4y = -16 |:4
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +2y = 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 +2y = 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 ) +2y = 18
28 +8y +2y = 18
10y +28 = 18 | -28
10y = -10 |:10
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -2( -1 )

= -7 +2

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 4 (I) x -4y = 26 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 4 (I) x -4y = 26 (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 = 26 | +4y
x = 26 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-x -2y = 4 (I) x = ( 26 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 26 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 26 +4y ) -2y = 4
-26 -4y -2y = 4
-6y -26 = 4 | +26
-6y = 30 |:(-6 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 26 +4( -5 )

= 26 -20

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
- 1 2 x +2y = -1 (I) - 3 4 x - 3 4 y = - 3 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 2 x +2y = -1
2y - 1 2 x = -1 |⋅ 2
2( 2y - 1 2 x) = -2
4y - x = -2 | + x
4y = -2 + x |:4
y = - 1 2 + 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 3 4 x - 3 4 · ( - 1 2 + 1 4 x ) = - 3 2
- 3 4 x + 3 8 - 3 16 x = - 3 2
- 15 16 x + 3 8 = - 3 2 |⋅ 16
16( - 15 16 x + 3 8 ) = -24
-15x +6 = -24 | -6
-15x = -30 |:(-15 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 2 + 1 4 2

= - 1 2 + 1 2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

2x +1y = ?

4x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

2x +1y = 8 +3 = 11

4x +5y = 16 +15 = 31

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +1y = 11

4x +5y = 31

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +3y = -27 (I) 5x +y = -19 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -27 (I) 5x +y = -19 (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:

5x + y = -19
y +5x = -19 | -5x
y = -19 -5x

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = -27 (I) +y = ( -19 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -19 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( -19 -5x ) = -27
5x -57 -15x = -27
-10x -57 = -27 | +57
-10x = 30 |:(-10 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -19 -5( -3 )

= -19 +15

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 100 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 250 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:

5x +3y = 100 (I) 5x +8y = 250 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 100
3y +5x = 100 | -5x
3y = 100 -5x |:3
y = 100 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 100 3 - 5 3 x ) (I) 5x +8y = 250 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 100 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 8 · ( 100 3 - 5 3 x ) = 250
5x + 800 3 - 40 3 x = 250
- 25 3 x + 800 3 = 250 |⋅ 3
3( - 25 3 x + 800 3 ) = 750
-25x +800 = 750 | -800
-25x = -50 |:(-25 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 100 3 - 5 3 2

= 100 3 - 10 3

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (2|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30