Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = -13 .

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

Lösung einblenden

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

3x -2( -4 ) = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -2( -4 ) = -13
3x +8 = -13 | -8
3x = -21 |:3
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -3y = -29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|3)
denn -5⋅4 -33 = -20 -9 = -29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|8)
denn -5⋅1 -38 = -5 -24 = -29

Oder : (7|-2)
denn -5⋅7 -3( - 2 ) = -35 +6 = -29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 12 (I) -2x -3y = -10 (II)

Lösung einblenden
+3y = 12 (I) -2x -3y = -10 (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 = 12 |:3
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

+y = 4 (I) -2x -3y = -10 (II)

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

-2x -3 · 4 = -10
-2x -12 = -10 | +12
-2x = 2 |:(-2 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 6 (I) x -3y = -7 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 6 (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:

-4x +y = 6 (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:

-4 · ( -7 +3y ) + y = 6
-12y +28 + y = 6
-11y +28 = 6 | -28
-11y = -22 |:(-11 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +32

= -7 +6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = -26 (I) 4x +3y = -20 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = -26 (I) 4x +3y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = -26
5y +3x = -26 | -3x
5y = -26 -3x |:5
y = - 26 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 26 5 - 3 5 x ) (I) 4x +3y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 26 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( - 26 5 - 3 5 x ) = -20
4x - 9 5 x - 78 5 = -20
11 5 x - 78 5 = -20 |⋅ 5
5( 11 5 x - 78 5 ) = -100
11x -78 = -100 | +78
11x = -22 |:11
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 26 5 - 3 5 ( -2 )

= - 26 5 + 6 5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x - 2 5 y = - 17 5 (I) -x +y = -5 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x - 2 5 y = - 17 5 (I) -x +y = -5 (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:

-x + y = -5
y - x = -5 | + x
y = -5 + x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x - 2 5 y = - 17 5 (I) +y = ( -5 + x ) (II)

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

- 1 2 x - 2 5 · ( -5 + x ) = - 17 5
- 1 2 x - 2 5 x +2 = - 17 5
- 9 10 x +2 = - 17 5 |⋅ 10
10( - 9 10 x +2 ) = -34
-9x +20 = -34 | -20
-9x = -54 |:(-9 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

3x +4y = ?

-1x +1y = ?

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

3x +4y = -6 -8 = -14

-1x +1y = 2 -2 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = -14

-1x +1y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x -6y = 4 (I) 3x +3y = -1 (II)

Lösung einblenden
-6x -6y = 4 (I) 3x +3y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x -6y = 4
-6y -6x = 4 | +6x
-6y = 4 +6x |:(-6 )
y = - 2 3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 3 · ( - 2 3 - x ) = -1
3x -3x -2 = -1
-2 = -1 | +2
0 = 1

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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 105 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 117 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:

5x +3y = 105 (I) 7x +3y = 117 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 105
3y +5x = 105 | -5x
3y = 105 -5x |:3
y = 35 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 35 - 5 3 x ) (I) 7x +3y = 117 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 35 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 3 · ( 35 - 5 3 x ) = 117
7x -5x +105 = 117
2x +105 = 117 | -105
2x = 12 |:2
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 35 - 5 3 6

= 35 -10

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25