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: 2x -4y = 0.

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

26 -4y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

26 -4y = 0
12 -4y = 0
-4y +12 = 0 | -12
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +4y = -38 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-7)
denn 2⋅( - 5 ) +4( - 7 ) = -10 -28 = -38

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-9)
denn 2⋅( - 1 ) +4( - 9 ) = -2 -36 = -38

Oder : (-9|-5)
denn 2⋅( - 9 ) +4( - 5 ) = -18 -20 = -38

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 24 (I) 3x -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
-4x = 24 (I) 3x -3y = -9 (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) 3x -3y = -9 (II)

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

3 · ( -6 ) -3y = -9
-18 -3y = -9
-3y -18 = -9 | +18
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = 3 (I) -x +4y = 3 (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 = 3 | -4y
-x = 3 -4y |:(-1 )
x = -3 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -3 +4y ) +2y = 3
4y -3 +2y = 3
6y -3 = 3 | +3
6y = 6 |:6
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 +41

= -3 +4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 2 (I) x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 2 (I) x +y = 0 (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:

x + y = 0
y + x = 0 | - x
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · ( -x ) = 2
-x +2x = 2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x - y) = -6 (I)
-x -3 - y = 0 (II)

Lösung einblenden

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

2( x - y) = -6 (I)
-x -3 - y = 0 (II)
2x -2y = -6 (I)
-x -3 - y = 0 | + 3 (II)
2x -2y = -6 (I) -x -y = 3 (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:

-x - y = 3
-y - x = 3 | + x
-y = 3 + x |:(-1 )
y = -3 - x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = -6 (I) +y = ( -3 - x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - ( -3 )

= -3 +3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-5x +5y = ?

-3x +6y = ?

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

-5x +5y = 15 -15 = 0

-3x +6y = 9 -18 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +5y = 0

-3x +6y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
x +y = 2 (I) -4x -4y = -9 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( 2 - x ) = -9
-4x +4x -8 = -9
-8 = -9 | +8
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 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 156 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 74 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:

2x +6y = 156 (I) 8x +2y = 74 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +6y = 156
6y +2x = 156 | -2x
6y = 156 -2x |:6
y = 26 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 26 - 1 3 x ) (I) 8x +2y = 74 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 26 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 26 - 1 3 x ) = 74
8x - 2 3 x +52 = 74
22 3 x +52 = 74 |⋅ 3
3( 22 3 x +52 ) = 222
22x +156 = 222 | -156
22x = 66 |:22
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 - 1 3 3

= 26 -1

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (3|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25