Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -4y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

5x -46 = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -46 = -24
5x -24 = -24 | +24
5x = 0 |:5
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|0)
denn -1⋅( - 2 ) -10 = 2 +0 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|1)
denn -1⋅( - 3 ) -11 = 3 -1 = 2

Oder : (-1|-1)
denn -1⋅( - 1 ) -1( - 1 ) = 1 +1 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = 10 (I) 2x -y = 17 (II)

Lösung einblenden
-2y = 10 (I) 2x -y = 17 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-2y = 10 |:(-2 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

+y = -5 (I) 2x -y = 17 (II)

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

2x -1 · ( -5 ) = 17
2x +5 = 17 | -5
2x = 12 |:2
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 25 (I) x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 25 (I) x +4y = -2 (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 = -2 | -4y
x = -2 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 25 (I) x = ( -2 -4y ) (II)

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

-4 · ( -2 -4y ) + y = 25
16y +8 + y = 25
17y +8 = 25 | -8
17y = 17 |:17
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -41

= -2 -4

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -y = 17 (I) 4x -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-5x -y = 17 (I) 4x -3y = -6 (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 = 17
-y -5x = 17 | +5x
-y = 17 +5x |:(-1 )
y = -17 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -17 -5x ) (I) 4x -3y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -17 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -17 -5x ) = -6
4x +15x +51 = -6
19x +51 = -6 | -51
19x = -57 |:19
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 -5( -3 )

= -17 +15

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4( -x + y) = -3x +19 + y (I)
2x -3 = 5( 5 - y) (II)

Lösung einblenden

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

4( -x + y) = -3x +19 + y (I)
2x -3 = 5( 5 - y) (II)
-4x +4y = -3x +19 + y | + 3x - y (I)
2x -3 = 25 -5y | + 3 +5y (II)
-x +3y = 19 (I) 2x +5y = 28 (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 +3y = 19 | -3y
-x = 19 -3y |:(-1 )
x = -19 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -19 +3y ) (I) 2x +5y = 28 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -19 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -19 +3y ) +5y = 28
6y -38 +5y = 28
11y -38 = 28 | +38
11y = 66 |:11
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 +36

= -19 +18

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = -1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-2x -5y = ?

-3x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-2x -5y = 2 +5 = 7

-3x -5y = 3 +5 = 8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = 7

-3x -5y = 8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-5x +3y = 11 (I) -x +5y = 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 +5y = 11 | -5y
-x = 11 -5y |:(-1 )
x = -11 +5y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -11 +5y ) +3y = 11
-25y +55 +3y = 11
-22y +55 = 11 | -55
-22y = -44 |:(-22 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 +52

= -11 +10

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 295 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 170 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 +9y = 295 (I) 4x +5y = 170 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +9y = 295
9y +5x = 295 | -5x
9y = 295 -5x |:9
y = 295 9 - 5 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 295 9 - 5 9 x ) (I) 4x +5y = 170 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 295 9 - 5 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 5 · ( 295 9 - 5 9 x ) = 170
4x - 25 9 x + 1475 9 = 170
11 9 x + 1475 9 = 170 |⋅ 9
9( 11 9 x + 1475 9 ) = 1530
11x +1475 = 1530 | -1475
11x = 55 |:11
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 295 9 - 5 9 5

= 295 9 - 25 9

= 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