Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +2y = 7 .

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⋅2 = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +2⋅2 = 7
-3x +4 = 7 | -4
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = 19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|6)
denn 1⋅( - 5 ) +4⋅6 = -5 +24 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|5)
denn 1⋅( - 1 ) +4⋅5 = -1 +20 = 19

Oder : (-9|7)
denn 1⋅( - 9 ) +4⋅7 = -9 +28 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = -6 (I) -3y = 12 (II)

Lösung einblenden
-x +y = -6 (I) -3y = 12 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 1 · ( -4 ) = -6
-x -4 = -6 | +4
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 11 (I) 2x -2y = 10 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 11 (I) 2x -2y = 10 (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:

3x + y = 11
y +3x = 11 | -3x
y = 11 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 -3x ) (I) 2x -2y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( 11 -3x ) = 10
2x -22 +6x = 10
8x -22 = 10 | +22
8x = 32 |:8
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -3⋅4

= 11 -12

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

-4x + y = -12
y -4x = -12 | +4x
y = -12 +4x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( -12 +4x ) = -8
4x -48 +16x = -8
20x -48 = -8 | +48
20x = 40 |:20
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +4⋅2

= -12 +8

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x + 1 3 y = 19 6 (I) - 1 3 x -y = -6 (II)

Lösung einblenden
1 2 x + 1 3 y = 19 6 (I) - 1 3 x -y = -6 (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 3 x - y = -6
-y - 1 3 x = -6 |⋅ 3
3( -y - 1 3 x) = -18
-3y - x = -18 | + x
-3y = -18 + x |:(-3 )
y = 6 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x + 1 3 y = 19 6 (I) +y = ( 6 - 1 3 x ) (II)

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

1 2 x + 1 3 · ( 6 - 1 3 x ) = 19 6
1 2 x +2 - 1 9 x = 19 6
7 18 x +2 = 19 6 |⋅ 18
18( 7 18 x +2 ) = 57
7x +36 = 57 | -36
7x = 21 |:7
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 1 3 ⋅3

= 6 -1

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

-3x -3y = ?

-7x -8y = ?

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

-3x -3y = 15 +3 = 18

-7x -8y = 35 +8 = 43

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -3y = 18

-7x -8y = 43

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +4y = 12 (I) -x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 12 (I) -x +y = 6 (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:

-x + y = 6
y - x = 6 | + x
y = 6 + x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = 12 (I) +y = ( 6 + x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 -6

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 51 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 66 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:

7x +2y = 51 (I) 2x +4y = 66 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +2y = 51
2y +7x = 51 | -7x
2y = 51 -7x |:2
y = 51 2 - 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 51 2 - 7 2 x ) (I) 2x +4y = 66 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 51 2 - 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 51 2 - 7 2 x ) = 66
2x +102 -14x = 66
-12x +102 = 66 | -102
-12x = -36 |:(-12 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 51 2 - 7 2 ⋅3

= 51 2 - 21 2

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15