Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 16 .

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

-2⋅( -3 ) +5y = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2⋅( -3 ) +5y = 16
6 +5y = 16
5y +6 = 16 | -6
5y = 10 |:5
y = 2

Die Lösung ist somit: (-3|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|5)
denn -3⋅( - 3 ) -2⋅5 = 9 -10 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|8)
denn -3⋅( - 5 ) -2⋅8 = 15 -16 = -1

Oder : (-1|2)
denn -3⋅( - 1 ) -2⋅2 = 3 -4 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 8 (I) -2x +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
4x = 8 (I) -2x +2y = 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:

4x = 8 |:4
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

x = 2 (I) -2x +2y = 8 (II)

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

-2 · 2 +2y = 8
-4 +2y = 8
2y -4 = 8 | +4
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 26 (I) -2x +y = -7 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 26 (I) -2x +y = -7 (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 = -7
y -2x = -7 | +2x
y = -7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = 26 (I) +y = ( -7 +2x ) (II)

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

4x + 2 · ( -7 +2x ) = 26
4x -14 +4x = 26
8x -14 = 26 | +14
8x = 40 |:8
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +2⋅5

= -7 +10

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -9 (I) -5x +2y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -9 (I) -5x +2y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = -9
-2y +3x = -9 | -3x
-2y = -9 -3x |:(-2 )
y = 9 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 2 + 3 2 x ) (I) -5x +2y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 2 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( 9 2 + 3 2 x ) = 15
-5x +9 +3x = 15
-2x +9 = 15 | -9
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 2 + 3 2 ⋅( -3 )

= 9 2 - 9 2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x + 1 5 y = 7 10 (I) x - 3 5 y = - 8 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x + 1 5 y = 7 10 (I) x - 3 5 y = - 8 5 (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 - 3 5 y = - 8 5 |⋅ 5
5( x - 3 5 y) = -8
5x -3y = -8 | +3y
5x = -8 +3y |:5
x = - 8 5 + 3 5 y

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x + 1 5 y = 7 10 (I) x = ( - 8 5 + 3 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 8 5 + 3 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 2 · ( - 8 5 + 3 5 y ) + 1 5 y = 7 10
4 5 - 3 10 y + 1 5 y = 7 10
- 1 10 y + 4 5 = 7 10 |⋅ 10
10( - 1 10 y + 4 5 ) = 7
-y +8 = 7 | -8
-y = -1 |:(-1 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 8 5 + 3 5 ⋅1

= - 8 5 + 3 5

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 +4y = ?

-5x +10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-3x +4y = 3 -16 = -13

-5x +10y = 5 -40 = -35

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +4y = -13

-5x +10y = -35

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +5y = -19 (I) 5x +4y = -30 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -19 (I) 5x +4y = -30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -19
5y -3x = -19 | +3x
5y = -19 +3x |:5
y = - 19 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 5 + 3 5 x ) (I) 5x +4y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 4 · ( - 19 5 + 3 5 x ) = -30
5x - 76 5 + 12 5 x = -30
37 5 x - 76 5 = -30 |⋅ 5
5( 37 5 x - 76 5 ) = -150
37x -76 = -150 | +76
37x = -74 |:37
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 5 + 3 5 ⋅( -2 )

= - 19 5 - 6 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 210 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 186 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:

5x +6y = 210 (I) 6x +5y = 186 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +6y = 210
6y +5x = 210 | -5x
6y = 210 -5x |:6
y = 35 - 5 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 35 - 5 6 x ) (I) 6x +5y = 186 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 35 - 5 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 5 · ( 35 - 5 6 x ) = 186
6x +175 - 25 6 x = 186
11 6 x +175 = 186 |⋅ 6
6( 11 6 x +175 ) = 1116
11x +1050 = 1116 | -1050
11x = 66 |:11
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 35 - 5 6 ⋅6

= 35 -5

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (6|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30