Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -3y = 18 .

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 -3( -4 ) = 18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -3( -4 ) = 18
-3x +12 = 18 | -12
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +2y = 7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-1)
denn -3⋅( - 3 ) +2( - 1 ) = 9 -2 = 7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|2)
denn -3⋅( - 1 ) +22 = 3 +4 = 7

Oder : (-5|-4)
denn -3⋅( - 5 ) +2( - 4 ) = 15 -8 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 18 (I) -3y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 18 (I) -3y = 6 (II)

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

-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = 18 (I) +y = -2 (II)

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

-4x + 3 · ( -2 ) = 18
-4x -6 = 18 | +6
-4x = 24 |:(-4 )
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 -3y = -11 (I) x +4y = 17 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -11 (I) x +4y = 17 (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 +4y = 17 | -4y
x = 17 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -11 (I) x = ( 17 -4y ) (II)

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

1 · ( 17 -4y ) -3y = -11
17 -4y -3y = -11
-7y +17 = -11 | -17
-7y = -28 |:(-7 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -44

= 17 -16

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +4y = 12 (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:

-x +4y = 12 (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:

-x + 4 · ( -12 +4x ) = 12
-x -48 +16x = 12
15x -48 = 12 | +48
15x = 60 |:15
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:

4( 8 + y) = 4x (I)
6y = -4( x +1 ) + 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:

4( 8 + y) = 4x (I)
6y = -4( x +1 ) + y (II)
32 +4y = 4x | -32 -4x (I)
6y = -4x -4 + y | + 4x - y (II)
-4x +4y = -32 (I) 4x +5y = -4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +4y = -32
4y -4x = -32 | +4x
4y = -32 +4x |:4
y = -8 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 5 · ( -8 + x ) = -4
4x -40 +5x = -4
9x -40 = -4 | +40
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-7x -4y = ?

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

-4x -1y = 16 -4 = 12

-7x -4y = 28 -16 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = 12

-7x -4y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +5y = -6 (I) -4x +2y = 2 (II)

Lösung einblenden
x +5y = -6 (I) -4x +2y = 2 (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 +5y = -6 | -5y
x = -6 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -6 -5y ) (I) -4x +2y = 2 (II)

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

-4 · ( -6 -5y ) +2y = 2
24 +20y +2y = 2
22y +24 = 2 | -24
22y = -22 |:22
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -5( -1 )

= -6 +5

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 222 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 100 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:

6x +7y = 222 (I) 5x +3y = 100 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 222
7y +6x = 222 | -6x
7y = 222 -6x |:7
y = 222 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 222 7 - 6 7 x ) (I) 5x +3y = 100 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 222 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 222 7 - 6 7 x ) = 100
5x + 666 7 - 18 7 x = 100
17 7 x + 666 7 = 100 |⋅ 7
7( 17 7 x + 666 7 ) = 700
17x +666 = 700 | -666
17x = 34 |:17
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 222 7 - 6 7 2

= 222 7 - 12 7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (2|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30