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 - y = -9 .

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

Lösung einblenden

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

4x - ( -3 ) = -9

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x - ( -3 ) = -9
4x +3 = -9 | -3
4x = -12 |:4
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = 31 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-4)
denn -3⋅( - 5 ) -4( - 4 ) = 15 +16 = 31

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-1)
denn -3⋅( - 9 ) -4( - 1 ) = 27 +4 = 31

Oder : (-1|-7)
denn -3⋅( - 1 ) -4( - 7 ) = 3 +28 = 31

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -9 (I) +2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -9 (I) +2y = 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:

2y = 6 |:2
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · 3 = -9
-x -6 = -9 | +6
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -14 (I) -x -2y = 11 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -14 (I) -x -2y = 11 (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 = 11 | +2y
-x = 11 +2y |:(-1 )
x = -11 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = -14 (I) x = ( -11 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -11 -2y ) +3y = -14
-2y -11 +3y = -14
y -11 = -14 | +11
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -2( -3 )

= -11 +6

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 4 (I) -x -3y = 16 (II)

Lösung einblenden
x -y = 4 (I) -x -3y = 16 (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 -3y = 16 | +3y
-x = 16 +3y |:(-1 )
x = -16 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x -y = 4 (I) x = ( -16 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -16 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -16 -3y ) - y = 4
-3y -16 - y = 4
-4y -16 = 4 | +16
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 -3( -5 )

= -16 +15

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 - 3 2 4

= 1 -6

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

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.:

5x -4y = ?

2x +1y = ?

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

5x -4y = 15 +8 = 23

2x +1y = 6 -2 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -4y = 23

2x +1y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -5y = -20 (I) -4x -4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-3x -5y = -20 (I) -4x -4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -5y = -20
-5y -3x = -20 | +3x
-5y = -20 +3x |:(-5 )
y = 4 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 - 3 5 x ) (I) -4x -4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 4 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( 4 - 3 5 x ) = -16
-4x + 12 5 x -16 = -16
- 8 5 x -16 = -16 |⋅ 5
5( - 8 5 x -16 ) = -80
-8x -80 = -80 | +80
-8x = 0 |:(-8 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 3 5 ( 0 )

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 165 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 105 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:

9x +4y = 165 (I) 9x +2y = 105 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +4y = 165
4y +9x = 165 | -9x
4y = 165 -9x |:4
y = 165 4 - 9 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 165 4 - 9 4 x ) (I) 9x +2y = 105 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 165 4 - 9 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 2 · ( 165 4 - 9 4 x ) = 105
9x - 9 2 x + 165 2 = 105
9 2 x + 165 2 = 105 |⋅ 2
2( 9 2 x + 165 2 ) = 210
9x +165 = 210 | -165
9x = 45 |:9
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 165 4 - 9 4 5

= 165 4 - 45 4

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (5|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30