Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -2y = -16 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

2( -7 ) -2y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -7 ) -2y = -16
-14 -2y = -16
-2y -14 = -16 | +14
-2y = -2 |:(-2 )
y = 1

Die Lösung ist somit: (-7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-6)
denn 2⋅( - 1 ) -4( - 6 ) = -2 +24 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-8)
denn 2⋅( - 5 ) -4( - 8 ) = -10 +32 = 22

Oder : (3|-4)
denn 2⋅3 -4( - 4 ) = 6 +16 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = -5 (I) -4x +4y = 0 (II)

Lösung einblenden
-x = -5 (I) -4x +4y = 0 (II)

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

-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

x = 5 (I) -4x +4y = 0 (II)

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

-4 · 5 +4y = 0
-20 +4y = 0
4y -20 = 0 | +20
4y = 20 |:4
y = 5

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|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = -15 (I) -2x +y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -15 (I) -2x +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:

-2x + y = 4
y -2x = 4 | +2x
y = 4 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = -15 (I) +y = ( 4 +2x ) (II)

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

-3x -2 · ( 4 +2x ) = -15
-3x -4x -8 = -15
-7x -8 = -15 | +8
-7x = -7 |:(-7 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +21

= 4 +2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +5y = 15 (I) 3x -y = 13 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = 15 (I) 3x -y = 13 (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 = 13
-y +3x = 13 | -3x
-y = 13 -3x |:(-1 )
y = -13 +3x

Als neues LGS erhält man so:

5x +5y = 15 (I) +y = ( -13 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -13 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( -13 +3x ) = 15
5x +15x -65 = 15
20x -65 = 15 | +65
20x = 80 |:20
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 +34

= -13 +12

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x +y = 22 5 (I) 2x - 1 2 y = 5 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x +y = 22 5 (I) 2x - 1 2 y = 5 (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:

- 2 5 x + y = 22 5
y - 2 5 x = 22 5 |⋅ 5
5( y - 2 5 x) = 22
5y -2x = 22 | +2x
5y = 22 +2x |:5
y = 22 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 5 + 2 5 x ) (I) 2x - 1 2 y = 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x - 1 2 · ( 22 5 + 2 5 x ) = 5
2x - 1 5 x - 11 5 = 5
9 5 x - 11 5 = 5 |⋅ 5
5( 9 5 x - 11 5 ) = 25
9x -11 = 25 | +11
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 5 + 2 5 4

= 22 5 + 8 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

1x -3y = ?

-3x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

1x -3y = -2 +3 = 1

-3x +6y = 6 -6 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = 1

-3x +6y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +3y = 8 (I) -2x +5y = 3 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = 8 (I) -2x +5y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 3 - 5 3 x ) (I) -2x +5y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( 8 3 - 5 3 x ) = 3
-2x - 25 3 x + 40 3 = 3
- 31 3 x + 40 3 = 3 |⋅ 3
3( - 31 3 x + 40 3 ) = 9
-31x +40 = 9 | -40
-31x = -31 |:(-31 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 3 - 5 3 1

= 8 3 - 5 3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 280 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 100 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 +8y = 280 (I) 8x +2y = 100 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +8y = 280
8y +8x = 280 | -8x
8y = 280 -8x |:8
y = 35 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 35 - x ) (I) 8x +2y = 100 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 35 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 35 - x ) = 100
8x -2x +70 = 100
6x +70 = 100 | -70
6x = 30 |:6
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 35 - 5

= 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