Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

x +2( -1 ) = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +2( -1 ) = -2
x -2 = -2 | +2
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = -28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|5)
denn -2⋅4 -45 = -8 -20 = -28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|7)
denn -2⋅0 -47 = 0 -28 = -28

Oder : (8|3)
denn -2⋅8 -43 = -16 -12 = -28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 16 (I) 2x = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 16 (I) 2x = -10 (II)

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

2x = -10 |:2
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 18 (I) x +4y = 17 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 18 (I) x +4y = 17 (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 = 17 | -4y
x = 17 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 18 (I) x = ( 17 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 17 -4y ) + y = 18
-12y +51 + y = 18
-11y +51 = 18 | -51
-11y = -33 |:(-11 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -43

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = -15 (I) 3x +5y = -33 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -15 (I) 3x +5y = -33 (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:

3x - y = -15
-y +3x = -15 | -3x
-y = -15 -3x |:(-1 )
y = 15 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 15 +3x ) (I) 3x +5y = -33 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 15 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 15 +3x ) = -33
3x +15x +75 = -33
18x +75 = -33 | -75
18x = -108 |:18
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 +3( -6 )

= 15 -18

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 1 2 y = -9 (I) 3 4 x + 3 2 y = 27 2 (II)

Lösung einblenden
-x - 1 2 y = -9 (I) 3 4 x + 3 2 y = 27 2 (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 - 1 2 y = -9 |⋅ 2
2( -x - 1 2 y) = -18
-2x - y = -18 | + y
-2x = -18 + y |:(-2 )
x = 9 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 - 1 2 y ) (I) 3 4 x + 3 2 y = 27 2 (II)

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

3 4 · ( 9 - 1 2 y ) + 3 2 y = 27 2
- 3 8 y + 27 4 + 3 2 y = 27 2
9 8 y + 27 4 = 27 2 |⋅ 8
8( 9 8 y + 27 4 ) = 108
9y +54 = 108 | -54
9y = 54 |:9
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 - 1 2 6

= 9 -3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-1x +5y = ?

-2x +11y = ?

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

-1x +5y = -3 +25 = 22

-2x +11y = -6 +55 = 49

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = 22

-2x +11y = 49

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +2y = -30 (I) 4x -5y = 39 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -30 (I) 4x -5y = 39 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +2y = -30
2y -4x = -30 | +4x
2y = -30 +4x |:2
y = -15 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -15 +2x ) (I) 4x -5y = 39 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -15 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -15 +2x ) = 39
4x -10x +75 = 39
-6x +75 = 39 | -75
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 +26

= -15 +12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 182 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 229 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:

7x +4y = 182 (I) 9x +5y = 229 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +4y = 182
4y +7x = 182 | -7x
4y = 182 -7x |:4
y = 91 2 - 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 91 2 - 7 4 x ) (I) 9x +5y = 229 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 91 2 - 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 5 · ( 91 2 - 7 4 x ) = 229
9x - 35 4 x + 455 2 = 229
1 4 x + 455 2 = 229 |⋅ 4
4( 1 4 x + 455 2 ) = 916
x +910 = 916 | -910
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 91 2 - 7 4 6

= 91 2 - 21 2

= 45,5 -10,5

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (6|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35