Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -17 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

5( -1 ) +3y = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -1 ) +3y = -17
-5 +3y = -17
3y -5 = -17 | +5
3y = -12 |:3
y = -4

Die Lösung ist somit: (-1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|3)
denn 1⋅4 -13 = 4 -3 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|2)
denn 1⋅3 -12 = 3 -2 = 1

Oder : (5|4)
denn 1⋅5 -14 = 5 -4 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 1 +4y = 9
-3 +4y = 9
4y -3 = 9 | +3
4y = 12 |:4
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 17 (I) 4x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 17 (I) 4x +y = -17 (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 = -17
y +4x = -17 | -4x
y = -17 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = 17 (I) +y = ( -17 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -17 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 4 · ( -17 -4x ) = 17
-x -68 -16x = 17
-17x -68 = 17 | +68
-17x = 85 |:(-17 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 -4( -5 )

= -17 +20

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = -4 (I) 4x +y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = -4 (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 +5y = -4 (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 + 5 · ( 12 -4x ) = -4
4x +60 -20x = -4
-16x +60 = -4 | -60
-16x = -64 |:(-16 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -44

= 12 -16

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

8( x -5 ) = 3x +5y (I)
-2x -25 = 3( -x +1 )+5y (II)

Lösung einblenden

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

8( x -5 ) = 3x +5y (I)
-2x -25 = 3( -x +1 )+5y (II)
8x -40 = 3x +5y | + 40 -3x -5y (I)
-2x -25 = -3x +3 +5y | + 25 +3x -5y (II)
5x -5y = 40 (I) x -5y = 28 (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 -5y = 28 | +5y
x = 28 +5y

Als neues LGS erhält man so:

5x -5y = 40 (I) x = ( 28 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 28 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 28 +5y ) -5y = 40
140 +25y -5y = 40
20y +140 = 40 | -140
20y = -100 |:20
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 28 +5( -5 )

= 28 -25

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x -2y = ?

-6x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-5x -2y = -25 +6 = -19

-6x -4y = -30 +12 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -2y = -19

-6x -4y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -5y = 28 (I) -x -2y = 11 (II)

Lösung einblenden
-3x -5y = 28 (I) -x -2y = 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 -2y = 11 | +2y
-x = 11 +2y |:(-1 )
x = -11 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -5y = 28 (I) x = ( -11 -2y ) (II)

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

-3 · ( -11 -2y ) -5y = 28
33 +6y -5y = 28
y +33 = 28 | -33
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -2( -5 )

= -11 +10

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 168 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 146 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:

4x +8y = 168 (I) 3x +7y = 146 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +8y = 168
8y +4x = 168 | -4x
8y = 168 -4x |:8
y = 21 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 21 - 1 2 x ) (I) 3x +7y = 146 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 21 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 7 · ( 21 - 1 2 x ) = 146
3x +147 - 7 2 x = 146
- 1 2 x +147 = 146 |⋅ 2
2( - 1 2 x +147 ) = 292
-x +294 = 292 | -294
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 - 1 2 2

= 21 -1

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (2|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20