Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x - y = 8 .

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

Lösung einblenden

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

-3x - ( -2 ) = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x - ( -2 ) = 8
-3x +2 = 8 | -2
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-2)
denn -3⋅3 -4( - 2 ) = -9 +8 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|1)
denn -3⋅( - 1 ) -41 = 3 -4 = -1

Oder : (7|-5)
denn -3⋅7 -4( - 5 ) = -21 +20 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 3


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

x -3 · 3 = -3
x -9 = -3 | +9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +4y = -5 (I) x +3y = -3 (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 +3y = -3 | -3y
x = -3 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -3 -3y ) +4y = -5
-3 -3y +4y = -5
y -3 = -5 | +3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 -3( -2 )

= -3 +6

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 9 (I) 4x +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 9 (I) 4x +4y = 12 (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 = 9
y +2x = 9 | -2x
y = 9 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 -2x ) (I) 4x +4y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 9 -2x ) = 12
4x +36 -8x = 12
-4x +36 = 12 | -36
-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -26

= 9 -12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3y = 2x -21 (I)
x +4y = 2x -23 (II)

Lösung einblenden

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

3y = 2x -21 | -2x (I)
x +4y = 2x -23 | -2x (II)
-2x +3y = -21 (I) -x +4y = -23 (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 = -23 | -4y
-x = -23 -4y |:(-1 )
x = 23 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +3y = -21 (I) x = ( 23 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 23 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 23 +4y ) +3y = -21
-46 -8y +3y = -21
-5y -46 = -21 | +46
-5y = 25 |:(-5 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 23 +4( -5 )

= 23 -20

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 1 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 -3y = ?

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

-1x +2y = -1 +2 = 1

3x -3y = 3 -3 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = 1

3x -3y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = 2 (I) 4x -12y = -11 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = 2 (I) 4x -12y = -11 (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 = 2 | -3y
-x = 2 -3y |:(-1 )
x = -2 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -2 +3y ) (I) 4x -12y = -11 (II)

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

4 · ( -2 +3y ) -12y = -11
-8 +12y -12y = -11
-8 = -11 | +8
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 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 285 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 175 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:

9x +6y = 285 (I) 3x +4y = 175 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +6y = 285
6y +9x = 285 | -9x
6y = 285 -9x |:6
y = 95 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 95 2 - 3 2 x ) (I) 3x +4y = 175 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 95 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 95 2 - 3 2 x ) = 175
3x +190 -6x = 175
-3x +190 = 175 | -190
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 95 2 - 3 2 5

= 95 2 - 15 2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (5|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40