Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 25 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-5x -5( -4 ) = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -5( -4 ) = 25
-5x +20 = 25 | -20
-5x = 5 |:(-5 )
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = 32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-3)
denn 4⋅5 -4( - 3 ) = 20 +12 = 32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-7)
denn 4⋅1 -4( - 7 ) = 4 +28 = 32

Oder : (9|1)
denn 4⋅9 -41 = 36 -4 = 32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = -16 (I) -3y = 15 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = -16 (I) -3y = 15 (II)

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

-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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: (1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 12 (I) -3x +y = 4 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 12 (I) -3x +y = 4 (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:

-3x + y = 4
y -3x = 4 | +3x
y = 4 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 12 (I) +y = ( 4 +3x ) (II)

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

-2x -4 · ( 4 +3x ) = 12
-2x -12x -16 = 12
-14x -16 = 12 | +16
-14x = 28 |:(-14 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +3( -2 )

= 4 -6

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -y = -6 (I) -4x -3y = -18 (II)

Lösung einblenden
5x -y = -6 (I) -4x -3y = -18 (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 = -6
-y +5x = -6 | -5x
-y = -6 -5x |:(-1 )
y = 6 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 +5x ) (I) -4x -3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( 6 +5x ) = -18
-4x -15x -18 = -18
-19x -18 = -18 | +18
-19x = 0 |:(-19 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +5( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5 = 4x +5( 3 - y) (I)
-2x + y = 14 -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:

5 = 4x +5( 3 - y) (I)
-2x + y = 14 -3y (II)
5 = 4x +15 -5y | -5 -4x +5y (I)
-2x + y = 14 -3y | + 3y (II)
-4x +5y = 10 (I) -2x +4y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +5y = 10
5y -4x = 10 | +4x
5y = 10 +4x |:5
y = 2 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 + 4 5 x ) (I) -2x +4y = 14 (II)

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

-2x + 4 · ( 2 + 4 5 x ) = 14
-2x + 16 5 x +8 = 14
6 5 x +8 = 14 |⋅ 5
5( 6 5 x +8 ) = 70
6x +40 = 70 | -40
6x = 30 |:6
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 + 4 5 5

= 2 +4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

2x +5y = ?

6x +14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

2x +5y = -2 -25 = -27

6x +14y = -6 -70 = -76

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +5y = -27

6x +14y = -76

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +8y = -4 (I) -x -4y = 3 (II)

Lösung einblenden
2x +8y = -4 (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:

2x +8y = -4 (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:

2 · ( -3 -4y ) +8y = -4
-8y -6 +8y = -4
-6 = -4 | +6
0 = 2

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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 368 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 128 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:

8x +9y = 368 (I) 8x +3y = 128 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +9y = 368
9y +8x = 368 | -8x
9y = 368 -8x |:9
y = 368 9 - 8 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 368 9 - 8 9 x ) (I) 8x +3y = 128 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 368 9 - 8 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 3 · ( 368 9 - 8 9 x ) = 128
8x - 8 3 x + 368 3 = 128
16 3 x + 368 3 = 128 |⋅ 3
3( 16 3 x + 368 3 ) = 384
16x +368 = 384 | -368
16x = 16 |:16
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 368 9 - 8 9 1

= 368 9 - 8 9

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (1|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40