Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = 0.

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-5x -45 = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -45 = 0
-5x -20 = 0 | +20
-5x = 20 |:(-5 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|5)

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: (5|-3)
denn 1⋅5 +1( - 3 ) = 5 -3 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-4)
denn 1⋅6 +1( - 4 ) = 6 -4 = 2

Oder : (4|-2)
denn 1⋅4 +1( - 2 ) = 4 -2 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
+3y = 9 (I) -3x -2y = 3 (II)

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

3y = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -2 · 3 = 3
-3x -6 = 3 | +6
-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 17 (I) 4x +4y = -4 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 17 (I) 4x +4y = -4 (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:

-2x + y = 17
y -2x = 17 | +2x
y = 17 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 +2x ) (I) 4x +4y = -4 (II)

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

4x + 4 · ( 17 +2x ) = -4
4x +8x +68 = -4
12x +68 = -4 | -68
12x = -72 |:12
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 +2( -6 )

= 17 -12

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = 23 (I) x -2y = -9 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 23 (I) x -2y = -9 (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 -2y = -9 | +2y
x = -9 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +5y = 23 (I) x = ( -9 +2y ) (II)

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

-2 · ( -9 +2y ) +5y = 23
-4y +18 +5y = 23
y +18 = 23 | -18
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 +25

= -9 +10

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 4 y = 5 4 (I) 3 4 x + 3 5 y = - 3 10 (II)

Lösung einblenden
x + 1 4 y = 5 4 (I) 3 4 x + 3 5 y = - 3 10 (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 4 y = 5 4 |⋅ 4
4( x + 1 4 y) = 5
4x + y = 5 | - y
4x = 5 - y |:4
x = 5 4 - 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 5 4 - 1 4 y ) (I) 3 4 x + 3 5 y = - 3 10 (II)

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

3 4 · ( 5 4 - 1 4 y ) + 3 5 y = - 3 10
- 3 16 y + 15 16 + 3 5 y = - 3 10
33 80 y + 15 16 = - 3 10 |⋅ 80
80( 33 80 y + 15 16 ) = -24
33y +75 = -24 | -75
33y = -99 |:33
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 4 - 1 4 ( -3 )

= 5 4 + 3 4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -2 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 +8y = ?

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

1x -3y = 1 +6 = 7

-3x +8y = -3 -16 = -19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = 7

-3x +8y = -19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +5y = -10 (I) -x -4y = 5 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = -10 (I) -x -4y = 5 (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 = 5 | +4y
-x = 5 +4y |:(-1 )
x = -5 -4y

Als neues LGS erhält man so:

5x +5y = -10 (I) x = ( -5 -4y ) (II)

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

5 · ( -5 -4y ) +5y = -10
-20y -25 +5y = -10
-15y -25 = -10 | +25
-15y = 15 |:(-15 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -4( -1 )

= -5 +4

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

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 9 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 169 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) 9x +4y = 169 (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) 9x +4y = 169 (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:

9x + 4 · ( 368 9 - 8 9 x ) = 169
9x - 32 9 x + 1472 9 = 169
49 9 x + 1472 9 = 169 |⋅ 9
9( 49 9 x + 1472 9 ) = 1521
49x +1472 = 1521 | -1472
49x = 49 |:49
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