Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = 14 .

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

Lösung einblenden

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

-( -4 ) -2y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -4 ) -2y = 14
4 -2y = 14
-2y +4 = 14 | -4
-2y = 10 |:(-2 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (-4|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|5)
denn 5⋅0 +35 = 0 +15 = 15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|0)
denn 5⋅3 +30 = 15 +0 = 15

Oder : (-3|10)
denn 5⋅( - 3 ) +310 = -15 +30 = 15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = 10 (I) 3x = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = 10 (I) 3x = 6 (II)

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

3x = 6 |:3
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 2 +4y = 10
-6 +4y = 10
4y -6 = 10 | +6
4y = 16 |:4
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -2 · ( 4 +3x ) = 4
2x -6x -8 = 4
-4x -8 = 4 | +8
-4x = 12 |:(-4 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +3( -3 )

= 4 -9

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = -28 (I) -3x +y = -3 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -28 (I) -3x +y = -3 (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 = -3
y -3x = -3 | +3x
y = -3 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +5y = -28 (I) +y = ( -3 +3x ) (II)

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

-2x + 5 · ( -3 +3x ) = -28
-2x +15x -15 = -28
13x -15 = -28 | +15
13x = -13 |:13
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +3( -1 )

= -3 -3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 3 x -2y = -4 (I) - 1 2 x + 1 2 y = 5 (II)

Lösung einblenden
- 2 3 x -2y = -4 (I) - 1 2 x + 1 2 y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 3 x -2y = -4
-2y - 2 3 x = -4 |⋅ 3
3( -2y - 2 3 x) = -12
-6y -2x = -12 | +2x
-6y = -12 +2x |:(-6 )
y = 2 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 - 1 3 x ) (I) - 1 2 x + 1 2 y = 5 (II)

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

- 1 2 x + 1 2 · ( 2 - 1 3 x ) = 5
- 1 2 x - 1 6 x +1 = 5
- 2 3 x +1 = 5 |⋅ 3
3( - 2 3 x +1 ) = 15
-2x +3 = 15 | -3
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 1 3 ( -6 )

= 2 +2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x -2y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-5x -2y = 10 -10 = 0

-1x +1y = 2 +5 = 7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -2y = 0

-1x +1y = 7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -2y = 3 (I) -6x +6y = -10 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 3 (I) -6x +6y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 2 + x ) (I) -6x +6y = -10 (II)

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

-6x + 6 · ( - 3 2 + x ) = -10
-6x +6x -9 = -10
-9 = -10 | +9
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 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 254 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 298 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:

7x +6y = 254 (I) 9x +7y = 298 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +6y = 254
6y +7x = 254 | -7x
6y = 254 -7x |:6
y = 127 3 - 7 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 127 3 - 7 6 x ) (I) 9x +7y = 298 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 127 3 - 7 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 7 · ( 127 3 - 7 6 x ) = 298
9x - 49 6 x + 889 3 = 298
5 6 x + 889 3 = 298 |⋅ 6
6( 5 6 x + 889 3 ) = 1788
5x +1778 = 1788 | -1778
5x = 10 |:5
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 127 3 - 7 6 2

= 127 3 - 7 3

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (2|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40