Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-43 +2y = 2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-43 +2y = 2
-12 +2y = 2
2y -12 = 2 | +12
2y = 14 |:2
y = 7

Die Lösung ist somit: (3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +4y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-5)
denn -2⋅( - 4 ) +4( - 5 ) = 8 -20 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-3)
denn -2⋅0 +4( - 3 ) = 0 -12 = -12

Oder : (-8|-7)
denn -2⋅( - 8 ) +4( - 7 ) = 16 -28 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+y = -2 (I) 3x -y = -16 (II)

Lösung einblenden

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

y = -2


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

3x -1 · ( -2 ) = -16
3x +2 = -16 | -2
3x = -18 |:3
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -10 (I) 4x -3y = -30 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -10 (I) 4x -3y = -30 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x -2y = -10 | +2y
x = -10 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -10 +2y ) (I) 4x -3y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -10 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -10 +2y ) -3y = -30
-40 +8y -3y = -30
5y -40 = -30 | +40
5y = 10 |:5
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +22

= -10 +4

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +3y = 18 (I) -5x -4y = -26 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = 18 (I) -5x -4y = -26 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = 18
3y +3x = 18 | -3x
3y = 18 -3x |:3
y = 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 - x ) (I) -5x -4y = -26 (II)

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

-5x -4 · ( 6 - x ) = -26
-5x -24 +4x = -26
-x -24 = -26 | +24
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x + 2 5 y = 22 5 (I) -x +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
1 2 x + 2 5 y = 22 5 (I) -x +2y = 8 (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 = 8 | -2y
-x = 8 -2y |:(-1 )
x = -8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x + 2 5 y = 22 5 (I) x = ( -8 +2y ) (II)

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

1 2 · ( -8 +2y ) + 2 5 y = 22 5
-4 + y + 2 5 y = 22 5
7 5 y -4 = 22 5 |⋅ 5
5( 7 5 y -4 ) = 22
7y -20 = 22 | +20
7y = 42 |:7
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +26

= -8 +12

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

1x -2y = ?

-1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

1x -2y = -3 -4 = -7

-1x -1y = 3 -2 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -2y = -7

-1x -1y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +5y = -25 (I) -4x -3y = 15 (II)

Lösung einblenden
2x +5y = -25 (I) -4x -3y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = -25
5y +2x = -25 | -2x
5y = -25 -2x |:5
y = -5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 - 2 5 x ) (I) -4x -3y = 15 (II)

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

-4x -3 · ( -5 - 2 5 x ) = 15
-4x +15 + 6 5 x = 15
- 14 5 x +15 = 15 |⋅ 5
5( - 14 5 x +15 ) = 75
-14x +75 = 75 | -75
-14x = 0 |:(-14 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 - 2 5 ( 0 )

= -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 103 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 130 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:

3x +4y = 103 (I) 5x +5y = 130 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 103
4y +3x = 103 | -3x
4y = 103 -3x |:4
y = 103 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 103 4 - 3 4 x ) (I) 5x +5y = 130 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 103 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( 103 4 - 3 4 x ) = 130
5x + 515 4 - 15 4 x = 130
5 4 x + 515 4 = 130 |⋅ 4
4( 5 4 x + 515 4 ) = 520
5x +515 = 520 | -515
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 103 4 - 3 4 1

= 103 4 - 3 4

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (1|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25