Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-3( -5 ) -2y = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -5 ) -2y = 7
15 -2y = 7
-2y +15 = 7 | -15
-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-5|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-3)
denn 5⋅0 +2( - 3 ) = 0 -6 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-8)
denn 5⋅2 +2( - 8 ) = 10 -16 = -6

Oder : (-2|2)
denn 5⋅( - 2 ) +22 = -10 +4 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = -12 (I) +2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -12 (I) +2y = -8 (II)

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

2y = -8 |:2
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = -12 (I) +y = -4 (II)

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

-4x -2 · ( -4 ) = -12
-4x +8 = -12 | -8
-4x = -20 |:(-4 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 36 (I) x -4y = 18 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 36 (I) x -4y = 18 (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 = 18 | +4y
x = 18 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 36 (I) x = ( 18 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 18 +4y ) -4y = 36
-8y -36 -4y = 36
-12y -36 = 36 | +36
-12y = 72 |:(-12 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +4( -6 )

= 18 -24

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = -15 (I) -5x -3y = 39 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = -15 (I) -5x -3y = 39 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = -15
-5y +5x = -15 | -5x
-5y = -15 -5x |:(-5 )
y = 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 + x ) (I) -5x -3y = 39 (II)

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

-5x -3 · ( 3 + x ) = 39
-5x -3x -9 = 39
-8x -9 = 39 | +9
-8x = 48 |:(-8 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x = -5y (I)
-5x -8y = -3( x + y) -28 (II)

Lösung einblenden

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

-5x = -5y (I)
-5x -8y = -3( x + y) -28 (II)
-5x = -5y | + 5y (I)
-5x -8y = -3x -28 -3y | + 3x +3y (II)
-5x +5y = 0 (I) -2x -5y = -28 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +5y = 0
5y -5x = 0 | +5x
5y = 5x |:5
y = x

Als neues LGS erhält man so:

+y = x (I) -2x -5y = -28 (II)

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

-2x -5 · x = -28
-2x -5x = -28
-7x = -28 |:(-7 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -3 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 -5y = ?

-2x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = -20 +15 = -5

-2x -2y = -10 +6 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = -5

-2x -2y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +y = 14 (I) -2x +5y = -11 (II)

Lösung einblenden
5x +y = 14 (I) -2x +5y = -11 (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:

5x + y = 14
y +5x = 14 | -5x
y = 14 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 -5x ) (I) -2x +5y = -11 (II)

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

-2x + 5 · ( 14 -5x ) = -11
-2x -25x +70 = -11
-27x +70 = -11 | -70
-27x = -81 |:(-27 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 -53

= 14 -15

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 138 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 72 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 +8y = 138 (I) 9x +3y = 72 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +8y = 138
8y +6x = 138 | -6x
8y = 138 -6x |:8
y = 69 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 69 4 - 3 4 x ) (I) 9x +3y = 72 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 69 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 3 · ( 69 4 - 3 4 x ) = 72
9x - 9 4 x + 207 4 = 72
27 4 x + 207 4 = 72 |⋅ 4
4( 27 4 x + 207 4 ) = 288
27x +207 = 288 | -207
27x = 81 |:27
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 69 4 - 3 4 3

= 69 4 - 9 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15