Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-46 -4y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-46 -4y = 0
-24 -4y = 0
-4y -24 = 0 | +24
-4y = 24 |:(-4 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (6|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = -17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|3)
denn -5⋅4 +13 = -20 +3 = -17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|8)
denn -5⋅5 +18 = -25 +8 = -17

Oder : (3|-2)
denn -5⋅3 +1( - 2 ) = -15 -2 = -17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2x = 8 |:2
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · 4 + y = -5
-4 + y = -5
y -4 = -5 | +4
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 19 (I) -4x -2y = -4 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 19 (I) -4x -2y = -4 (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 -4y = 19 | +4y
x = 19 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 19 +4y ) (I) -4x -2y = -4 (II)

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

-4 · ( 19 +4y ) -2y = -4
-16y -76 -2y = -4
-18y -76 = -4 | +76
-18y = 72 |:(-18 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 +4( -4 )

= 19 -16

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 16 (I) 5x -5y = -20 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 16 (I) 5x -5y = -20 (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 +3y = 16 | -3y
x = 16 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 -3y ) (I) 5x -5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 16 -3y ) -5y = -20
-15y +80 -5y = -20
-20y +80 = -20 | -80
-20y = -100 |:(-20 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -35

= 16 -15

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3( 1 + y) = -2 -5y (I)
-5x +3y = -31 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

x -3( 1 + y) = -2 -5y (I)
-5x +3y = -31 (II)
x -3 -3y = -2 -5y | + 3 +5y (I)
-5x +3y = -31 (II)
x +2y = 1 (I) -5x +3y = -31 (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 +2y = 1 | -2y
x = 1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 -2y ) (I) -5x +3y = -31 (II)

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

-5 · ( 1 -2y ) +3y = -31
10y -5 +3y = -31
13y -5 = -31 | +5
13y = -26 |:13
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -2( -2 )

= 1 +4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-4x +3y = ?

-7x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x +3y = -4 +12 = 8

-7x +2y = -7 +8 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = 8

-7x +2y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x -3y = 23 (I) -x -5y = 31 (II)

Lösung einblenden
-5x -3y = 23 (I) -x -5y = 31 (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 -5y = 31 | +5y
-x = 31 +5y |:(-1 )
x = -31 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -3y = 23 (I) x = ( -31 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -31 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -31 -5y ) -3y = 23
25y +155 -3y = 23
22y +155 = 23 | -155
22y = -132 |:22
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -31 -5( -6 )

= -31 +30

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 284 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 114 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:

4x +8y = 284 (I) 9x +3y = 114 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +8y = 284
8y +4x = 284 | -4x
8y = 284 -4x |:8
y = 71 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 71 2 - 1 2 x ) (I) 9x +3y = 114 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 71 2 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 3 · ( 71 2 - 1 2 x ) = 114
9x - 3 2 x + 213 2 = 114
15 2 x + 213 2 = 114 |⋅ 2
2( 15 2 x + 213 2 ) = 228
15x +213 = 228 | -213
15x = 15 |:15
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 71 2 - 1 2 1

= 71 2 - 1 2

= 35,5 -0,5

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