Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = 45 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-5( -5 ) -4y = 45

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -5 ) -4y = 45
25 -4y = 45
-4y +25 = 45 | -25
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = 19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|2)
denn 3⋅5 +22 = 15 +4 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-1)
denn 3⋅7 +2( - 1 ) = 21 -2 = 19

Oder : (3|5)
denn 3⋅3 +25 = 9 +10 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 12 (I) -3x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x = 12 (I) -3x +4y = 8 (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 = 12 |:3
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 4 +4y = 8
-12 +4y = 8
4y -12 = 8 | +12
4y = 20 |:4
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:

x +2y = 9 (I) -3x -4y = -23 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 9 (I) -3x -4y = -23 (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 = 9 | -2y
x = 9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -2y ) (I) -3x -4y = -23 (II)

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

-3 · ( 9 -2y ) -4y = -23
-27 +6y -4y = -23
2y -27 = -23 | +27
2y = 4 |:2
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -22

= 9 -4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -4y = 15 (I) 5x -5y = 30 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 15 (I) 5x -5y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 15
-4y -5x = 15 | +5x
-4y = 15 +5x |:(-4 )
y = - 15 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 15 4 - 5 4 x ) (I) 5x -5y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 15 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( - 15 4 - 5 4 x ) = 30
5x + 75 4 + 25 4 x = 30
45 4 x + 75 4 = 30 |⋅ 4
4( 45 4 x + 75 4 ) = 120
45x +75 = 120 | -75
45x = 45 |:45
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 15 4 - 5 4 1

= - 15 4 - 5 4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 4 x - 1 4 y = - 9 4 (I) 1 2 x +y = 3 2 (II)

Lösung einblenden
1 4 x - 1 4 y = - 9 4 (I) 1 2 x +y = 3 2 (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:

1 2 x + y = 3 2
y + 1 2 x = 3 2 |⋅ 2
2( y + 1 2 x) = 3
2y + x = 3 | - x
2y = 3 - x |:2
y = 3 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

1 4 x - 1 4 y = - 9 4 (I) +y = ( 3 2 - 1 2 x ) (II)

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

1 4 x - 1 4 · ( 3 2 - 1 2 x ) = - 9 4
1 4 x - 3 8 + 1 8 x = - 9 4
3 8 x - 3 8 = - 9 4 |⋅ 8
8( 3 8 x - 3 8 ) = -18
3x -3 = -18 | +3
3x = -15 |:3
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 2 - 1 2 ( -5 )

= 3 2 + 5 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

1x -3y = ?

4x -11y = ?

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

1x -3y = -3 -9 = -12

4x -11y = -12 -33 = -45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = -12

4x -11y = -45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -y = 10 (I) -x -4y = -11 (II)

Lösung einblenden
4x -y = 10 (I) -x -4y = -11 (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 = -11 | +4y
-x = -11 +4y |:(-1 )
x = 11 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = 10 (I) x = ( 11 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 11 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 11 -4y ) - y = 10
44 -16y - y = 10
-17y +44 = 10 | -44
-17y = -34 |:(-17 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 -42

= 11 -8

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 216 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 288 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 +5y = 216 (I) 4x +7y = 288 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +5y = 216
5y +8x = 216 | -8x
5y = 216 -8x |:5
y = 216 5 - 8 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 216 5 - 8 5 x ) (I) 4x +7y = 288 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 216 5 - 8 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 216 5 - 8 5 x ) = 288
4x + 1512 5 - 56 5 x = 288
- 36 5 x + 1512 5 = 288 |⋅ 5
5( - 36 5 x + 1512 5 ) = 1440
-36x +1512 = 1440 | -1512
-36x = -72 |:(-36 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 216 5 - 8 5 2

= 216 5 - 16 5

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (2|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40