Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

3x -4( -4 ) = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -4( -4 ) = -5
3x +16 = -5 | -16
3x = -21 |:3
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|5)
denn -4⋅3 +25 = -12 +10 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|9)
denn -4⋅5 +29 = -20 +18 = -2

Oder : (1|1)
denn -4⋅1 +21 = -4 +2 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = -32 (I) -4y = 20 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = -32 (I) -4y = 20 (II)

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

-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

3x +4y = -32 (I) +y = -5 (II)

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

3x + 4 · ( -5 ) = -32
3x -20 = -32 | +20
3x = -12 |:3
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 15 (I) 2x +y = 3 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 15 (I) 2x +y = 3 (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:

2x + y = 3
y +2x = 3 | -2x
y = 3 -2x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = 15 (I) +y = ( 3 -2x ) (II)

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

x -4 · ( 3 -2x ) = 15
x -12 +8x = 15
9x -12 = 15 | +12
9x = 27 |:9
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -23

= 3 -6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = 11 (I) -5x -3y = -4 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = 11 (I) -5x -3y = -4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = 11
5y +4x = 11 | -4x
5y = 11 -4x |:5
y = 11 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 5 - 4 5 x ) (I) -5x -3y = -4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -3 · ( 11 5 - 4 5 x ) = -4
-5x - 33 5 + 12 5 x = -4
- 13 5 x - 33 5 = -4 |⋅ 5
5( - 13 5 x - 33 5 ) = -20
-13x -33 = -20 | +33
-13x = 13 |:(-13 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 5 - 4 5 ( -1 )

= 11 5 + 4 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3 -4y = 3( x - y) -16 (I)
-4 -5y = -5x -9 (II)

Lösung einblenden

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

-3 -4y = 3( x - y) -16 (I)
-4 -5y = -5x -9 (II)
-3 -4y = 3x -16 -3y | + 3 -3x +3y (I)
-4 -5y = -5x -9 | + 4 +5x (II)
-3x -y = -13 (I) 5x -5y = -5 (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 = -13
-y -3x = -13 | +3x
-y = -13 +3x |:(-1 )
y = 13 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( 13 -3x ) = -5
5x -65 +15x = -5
20x -65 = -5 | +65
20x = 60 |:20
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 -33

= 13 -9

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-4x +4y = ?

-3x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x +4y = 20 +16 = 36

-3x +5y = 15 +20 = 35

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +4y = 36

-3x +5y = 35

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -y = -25 (I) -3x -5y = 13 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -25 (I) -3x -5y = 13 (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:

4x - y = -25
-y +4x = -25 | -4x
-y = -25 -4x |:(-1 )
y = 25 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 25 +4x ) (I) -3x -5y = 13 (II)

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

-3x -5 · ( 25 +4x ) = 13
-3x -125 -20x = 13
-23x -125 = 13 | +125
-23x = 138 |:(-23 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 25 +4( -6 )

= 25 -24

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 216 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 246 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:

2x +7y = 216 (I) 2x +8y = 246 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +7y = 216
7y +2x = 216 | -2x
7y = 216 -2x |:7
y = 216 7 - 2 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 216 7 - 2 7 x ) (I) 2x +8y = 246 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 216 7 - 2 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 8 · ( 216 7 - 2 7 x ) = 246
2x + 1728 7 - 16 7 x = 246
- 2 7 x + 1728 7 = 246 |⋅ 7
7( - 2 7 x + 1728 7 ) = 1722
-2x +1728 = 1722 | -1728
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 216 7 - 2 7 3

= 216 7 - 6 7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30