Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

3x -27 = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -27 = 1
3x -14 = 1 | +14
3x = 15 |:3
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +3y = 29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|7)
denn -2⋅( - 4 ) +37 = 8 +21 = 29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|9)
denn -2⋅( - 1 ) +39 = 2 +27 = 29

Oder : (-7|5)
denn -2⋅( - 7 ) +35 = 14 +15 = 29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -8 (I) -3y = 6 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -8 (I) -3y = 6 (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 = 6 |:(-3 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( -2 ) = -8
3x +4 = -8 | -4
3x = -12 |:3
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +2y = -4 (I) 2x +y = -1 (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 = -1
y +2x = -1 | -2x
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 2 · ( -1 -2x ) = -4
2x -4x -2 = -4
-2x -2 = -4 | +2
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -21

= -1 -2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -4y = 19 (I) -5x +3y = -18 (II)

Lösung einblenden
5x -4y = 19 (I) -5x +3y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 19
-4y +5x = 19 | -5x
-4y = 19 -5x |:(-4 )
y = - 19 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 4 + 5 4 x ) (I) -5x +3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( - 19 4 + 5 4 x ) = -18
-5x + 15 4 x - 57 4 = -18
- 5 4 x - 57 4 = -18 |⋅ 4
4( - 5 4 x - 57 4 ) = -72
-5x -57 = -72 | +57
-5x = -15 |:(-5 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 4 + 5 4 3

= - 19 4 + 15 4

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5 = -3x +5y (I)
x +7 = 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 = -3x +5y | -5 +3x -5y (I)
x +7 = 3y | -7 -3y (II)
3x -5y = -5 (I) x -3y = -7 (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 -3y = -7 | +3y
x = -7 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -5y = -5 (I) x = ( -7 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -7 +3y ) -5y = -5
9y -21 -5y = -5
4y -21 = -5 | +21
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +34

= -7 +12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

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.:

-2x -1y = ?

-4x -3y = ?

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

-2x -1y = 10 -5 = 5

-4x -3y = 20 -15 = 5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -1y = 5

-4x -3y = 5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

6x -2y = 4 (I) -3x +y = -2 (II)

Lösung einblenden
6x -2y = 4 (I) -3x +y = -2 (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 = -2
y -3x = -2 | +3x
y = -2 +3x

Als neues LGS erhält man so:

6x -2y = 4 (I) +y = ( -2 +3x ) (II)

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

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

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 72 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 318 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:

2x +2y = 72 (I) 3x +9y = 318 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 72
2y +2x = 72 | -2x
2y = 72 -2x |:2
y = 36 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 36 - x ) (I) 3x +9y = 318 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 36 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 9 · ( 36 - x ) = 318
3x -9x +324 = 318
-6x +324 = 318 | -324
-6x = -6 |:(-6 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 36 - 1

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (1|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35