Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = -18 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

3x + 0 = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x + 0 = -18
3x = -18 |:3
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-2)
denn 3⋅4 +3( - 2 ) = 12 -6 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-5)
denn 3⋅7 +3( - 5 ) = 21 -15 = 6

Oder : (1|1)
denn 3⋅1 +31 = 3 +3 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = -12 (I) -4x +4y = -36 (II)

Lösung einblenden
+3y = -12 (I) -4x +4y = -36 (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) -4x +4y = -36 (II)

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

-4x + 4 · ( -4 ) = -36
-4x -16 = -36 | +16
-4x = -20 |:(-4 )
x = 5

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: (5|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = -4 (I) -x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -4 (I) -x +y = 0 (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 = 0
y - x = 0 | + x
y = x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +y = 33 (I) -4x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
5x +y = 33 (I) -4x +4y = -12 (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:

5x + y = 33
y +5x = 33 | -5x
y = 33 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 -5x ) (I) -4x +4y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 4 · ( 33 -5x ) = -12
-4x -20x +132 = -12
-24x +132 = -12 | -132
-24x = -144 |:(-24 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 -56

= 33 -30

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 4 · ( 4 -2y ) + 1 4 y = - 1 4
- 1 2 y +1 + 1 4 y = - 1 4
- 1 4 y +1 = - 1 4 |⋅ 4
4( - 1 4 y +1 ) = -1
-y +4 = -1 | -4
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -25

= 4 -10

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 3 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 -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

1x +3y = -1 +9 = 8

-3x -10y = 3 -30 = -27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = 8

-3x -10y = -27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

-2x + y = -3
y -2x = -3 | +2x
y = -3 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

6x -3 · ( -3 +2x ) = 8
6x -6x +9 = 8
9 = 8 | -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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 216 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 228 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:

6x +9y = 216 (I) 8x +9y = 228 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 216
9y +6x = 216 | -6x
9y = 216 -6x |:9
y = 24 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 24 - 2 3 x ) (I) 8x +9y = 228 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 24 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 9 · ( 24 - 2 3 x ) = 228
8x -6x +216 = 228
2x +216 = 228 | -216
2x = 12 |:2
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 - 2 3 6

= 24 -4

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (6|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20