Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-5x + 2 = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x + 2 = -3
-5x +2 = -3 | -2
-5x = -5 |:(-5 )
x = 1

Die Lösung ist somit: (1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -42 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|7)
denn -1⋅7 -57 = -7 -35 = -42

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|8)
denn -1⋅2 -58 = -2 -40 = -42

Oder : (12|6)
denn -1⋅12 -56 = -12 -30 = -42

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -3


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

-2 · ( -3 ) -2y = -6
6 -2y = -6
-2y +6 = -6 | -6
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 15 (I) 3x +y = 21 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 15 (I) 3x +y = 21 (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:

3x + y = 21
y +3x = 21 | -3x
y = 21 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 15 (I) +y = ( 21 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 21 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 3 · ( 21 -3x ) = 15
x +63 -9x = 15
-8x +63 = 15 | -63
-8x = -48 |:(-8 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 -36

= 21 -18

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = 1 (I) 4x +5y = -4 (II)

Lösung einblenden
-x -y = 1 (I) 4x +5y = -4 (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 = 1
-y - x = 1 | + x
-y = 1 + x |:(-1 )
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - x ) (I) 4x +5y = -4 (II)

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

4x + 5 · ( -1 - x ) = -4
4x -5 -5x = -4
-x -5 = -4 | +5
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -1 )

= -1 +1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3( -9 +2y) = 4x +3y (I)
5x +21 = y (II)

Lösung einblenden

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

x +3( -9 +2y) = 4x +3y (I)
5x +21 = y (II)
x -27 +6y = 4x +3y | + 27 -4x -3y (I)
5x +21 = y | -21 - y (II)
-3x +3y = 27 (I) 5x -y = -21 (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:

5x - y = -21
-y +5x = -21 | -5x
-y = -21 -5x |:(-1 )
y = 21 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = 27 (I) +y = ( 21 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 21 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( 21 +5x ) = 27
-3x +63 +15x = 27
12x +63 = 27 | -63
12x = -36 |:12
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 +5( -3 )

= 21 -15

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-3x -5y = ?

-7x -13y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-3x -5y = 9 +20 = 29

-7x -13y = 21 +52 = 73

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = 29

-7x -13y = 73

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 32
-4y +5x = 32 | -5x
-4y = 32 -5x |:(-4 )
y = -8 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( -8 + 5 4 x ) = 5
5x -40 + 25 4 x = 5
45 4 x -40 = 5 |⋅ 4
4( 45 4 x -40 ) = 20
45x -160 = 20 | +160
45x = 180 |:45
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 5 4 4

= -8 +5

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 78 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 195 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 = 78 (I) 5x +7y = 195 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +2y = 78
2y +7x = 78 | -7x
2y = 78 -7x |:2
y = 39 - 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 - 7 2 x ) (I) 5x +7y = 195 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 - 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 7 · ( 39 - 7 2 x ) = 195
5x +273 - 49 2 x = 195
- 39 2 x +273 = 195 |⋅ 2
2( - 39 2 x +273 ) = 390
-39x +546 = 390 | -546
-39x = -156 |:(-39 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 - 7 2 4

= 39 -14

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (4|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25