Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 52 .

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

Lösung einblenden

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

-4x +46 = 52

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x +46 = 52
-4x +24 = 52 | -24
-4x = 28 |:(-4 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = -38 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|6)
denn 4⋅( - 2 ) -56 = -8 -30 = -38

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|2)
denn 4⋅( - 7 ) -52 = -28 -10 = -38

Oder : (3|10)
denn 4⋅3 -510 = 12 -50 = -38

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x = -4 (I) 3x +3y = 18 (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 = -4 |:(-4 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) 3x +3y = 18 (II)

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

3 · 1 +3y = 18
3 +3y = 18
3y +3 = 18 | -3
3y = 15 |:3
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -10 (I) -3x -2y = 22 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -10 (I) -3x -2y = 22 (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 +2y = -10 | -2y
x = -10 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -10 -2y ) (I) -3x -2y = 22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -10 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -10 -2y ) -2y = 22
6y +30 -2y = 22
4y +30 = 22 | -30
4y = -8 |:4
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -2( -2 )

= -10 +4

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = -28 (I) x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = -28 (I) x -2y = 6 (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 = 6 | +2y
x = 6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

4x +5y = -28 (I) x = ( 6 +2y ) (II)

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

4 · ( 6 +2y ) +5y = -28
8y +24 +5y = -28
13y +24 = -28 | -24
13y = -52 |:13
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +2( -4 )

= 6 -8

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +11 = x -5y (I)
-x - y = -8 +3y (II)

Lösung einblenden

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

-3x +11 = x -5y | -11 - x +5y (I)
-x - y = -8 +3y | -3y (II)
-4x +5y = -11 (I) -x -4y = -8 (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 = -8 | +4y
-x = -8 +4y |:(-1 )
x = 8 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = -11 (I) x = ( 8 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 8 -4y ) +5y = -11
16y -32 +5y = -11
21y -32 = -11 | +32
21y = 21 |:21
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -41

= 8 -4

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-3x -2y = ?

-7x -8y = ?

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

-3x -2y = 15 -10 = 5

-7x -8y = 35 -40 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -2y = 5

-7x -8y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +5y = 3 (I) -x -4y = 18 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = 3 (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 |:(-1 )
x = -18 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +5y = 3 (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:

-3 · ( -18 -4y ) +5y = 3
12y +54 +5y = 3
17y +54 = 3 | -54
17y = -51 |:17
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 -4( -3 )

= -18 +12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 274 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 124 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:

4x +9y = 274 (I) 4x +4y = 124 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +9y = 274
9y +4x = 274 | -4x
9y = 274 -4x |:9
y = 274 9 - 4 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 274 9 - 4 9 x ) (I) 4x +4y = 124 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 274 9 - 4 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 274 9 - 4 9 x ) = 124
4x - 16 9 x + 1096 9 = 124
20 9 x + 1096 9 = 124 |⋅ 9
9( 20 9 x + 1096 9 ) = 1116
20x +1096 = 1116 | -1096
20x = 20 |:20
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 274 9 - 4 9 1

= 274 9 - 4 9

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30