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: -3x -2y = -13 .

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

Lösung einblenden

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

-3x -2( -1 ) = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -2( -1 ) = -13
-3x +2 = -13 | -2
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|0)
denn 3⋅( - 2 ) +20 = -6 +0 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-3)
denn 3⋅0 +2( - 3 ) = 0 -6 = -6

Oder : (-4|3)
denn 3⋅( - 4 ) +23 = -12 +6 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 24 (I) -4x -4y = 40 (II)

Lösung einblenden
-4x = 24 (I) -4x -4y = 40 (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 = 24 |:(-4 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

x = -6 (I) -4x -4y = 40 (II)

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

-4 · ( -6 ) -4y = 40
24 -4y = 40
-4y +24 = 40 | -24
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -10 (I) x +5y = -14 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -10 (I) x +5y = -14 (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 = -14 | -5y
x = -14 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = -10 (I) x = ( -14 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -14 -5y ) +4y = -10
-5y -14 +4y = -10
-y -14 = -10 | +14
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 -5( -4 )

= -14 +20

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -9 (I) -x -4y = 19 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -9 (I) -x -4y = 19 (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 = 19 | +4y
-x = 19 +4y |:(-1 )
x = -19 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -9 (I) x = ( -19 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -19 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -19 -4y ) +3y = -9
4y +19 +3y = -9
7y +19 = -9 | -19
7y = -28 |:7
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 -4( -4 )

= -19 +16

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x + 1 2 y = - 3 2 (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x + 1 2 y = - 3 2 (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 2 x + 1 2 y = - 3 2
1 2 y - 1 2 x = - 3 2 |⋅ 2
2( 1 2 y - 1 2 x) = -3
y - x = -3 | + x
y = -3 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 + x ) (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (II)

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

1 5 x - 1 2 · ( -3 + x ) = 9 5
1 5 x - 1 2 x + 3 2 = 9 5
- 3 10 x + 3 2 = 9 5 |⋅ 10
10( - 3 10 x + 3 2 ) = 18
-3x +15 = 18 | -15
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 -1

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-4x -2y = ?

-1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-4x -2y = -16 +4 = -12

-1x +2y = -4 -4 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -2y = -12

-1x +2y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x +4y = 4 (I) -4x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
8x +4y = 4 (I) -4x -2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -2x ) (I) -4x -2y = -1 (II)

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

-4x -2 · ( 1 -2x ) = -1
-4x +4x -2 = -1
-2 = -1 | +2
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 225 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 252 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 +7y = 225 (I) 4x +8y = 252 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +7y = 225
7y +5x = 225 | -5x
7y = 225 -5x |:7
y = 225 7 - 5 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 225 7 - 5 7 x ) (I) 4x +8y = 252 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 225 7 - 5 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 8 · ( 225 7 - 5 7 x ) = 252
4x - 40 7 x + 1800 7 = 252
- 12 7 x + 1800 7 = 252 |⋅ 7
7( - 12 7 x + 1800 7 ) = 1764
-12x +1800 = 1764 | -1800
-12x = -36 |:(-12 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 225 7 - 5 7 3

= 225 7 - 15 7

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30