Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

-3( -3 ) + y = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -3 ) + y = 3
9 + y = 3
y +9 = 3 | -9
y = -6

Die Lösung ist somit: (-3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -4 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|5)
denn 3⋅7 -55 = 21 -25 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|2)
denn 3⋅2 -52 = 6 -10 = -4

Oder : (12|8)
denn 3⋅12 -58 = 36 -40 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -24 (I) x +3y = 15 (II)

Lösung einblenden
-4x = -24 (I) x +3y = 15 (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) x +3y = 15 (II)

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

1 · 6 +3y = 15
6 +3y = 15
3y +6 = 15 | -6
3y = 9 |:3
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = 6 (I) x -4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = 6 (I) x -4y = 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 -4y = 2 | +4y
x = 2 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +3y = 6 (I) x = ( 2 +4y ) (II)

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

-2 · ( 2 +4y ) +3y = 6
-4 -8y +3y = 6
-5y -4 = 6 | +4
-5y = 10 |:(-5 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +4( -2 )

= 2 -8

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = 10 (I) -2x +5y = -15 (II)

Lösung einblenden
-x -y = 10 (I) -2x +5y = -15 (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 = 10
-y - x = 10 | + x
-y = 10 + x |:(-1 )
y = -10 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 - x ) (I) -2x +5y = -15 (II)

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

-2x + 5 · ( -10 - x ) = -15
-2x -50 -5x = -15
-7x -50 = -15 | +50
-7x = 35 |:(-7 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 - ( -5 )

= -10 +5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x + y) -3 = -3x +2( 7 +5y) (I)
x -13 +5y = 4x (II)

Lösung einblenden

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

5( -x + y) -3 = -3x +2( 7 +5y) (I)
x -13 +5y = 4x (II)
-5x -3 +5y = -3x +14 +10y | + 3 +3x -10y (I)
x -13 +5y = 4x | + 13 -4x (II)
-2x -5y = 17 (I) -3x +5y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -5y = 17
-5y -2x = 17 | +2x
-5y = 17 +2x |:(-5 )
y = - 17 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 17 5 - 2 5 x ) (I) -3x +5y = 13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 17 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 5 · ( - 17 5 - 2 5 x ) = 13
-3x -17 -2x = 13
-5x -17 = 13 | +17
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 17 5 - 2 5 ( -6 )

= - 17 5 + 12 5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-3x -2y = ?

-4x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-3x -2y = 9 -4 = 5

-4x -2y = 12 -4 = 8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -2y = 5

-4x -2y = 8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x +6y = 7 (I) 4x -3y = -2 (II)

Lösung einblenden
-8x +6y = 7 (I) 4x -3y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-8x +6y = 7
6y -8x = 7 | +8x
6y = 7 +8x |:6
y = 7 6 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 6 + 4 3 x ) (I) 4x -3y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 6 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( 7 6 + 4 3 x ) = -2
4x - 7 2 -4x = -2
- 7 2 = -2 | + 7 2
0 = 3 2

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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 100 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 84 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 +4y = 100 (I) 6x +3y = 84 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 100
4y +5x = 100 | -5x
4y = 100 -5x |:4
y = 25 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 25 - 5 4 x ) (I) 6x +3y = 84 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 25 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 3 · ( 25 - 5 4 x ) = 84
6x +75 - 15 4 x = 84
9 4 x +75 = 84 |⋅ 4
4( 9 4 x +75 ) = 336
9x +300 = 336 | -300
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 25 - 5 4 4

= 25 -5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (4|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20