Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -5y = -44 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-33 -5y = -44

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-33 -5y = -44
-9 -5y = -44
-5y -9 = -44 | +9
-5y = -35 |:(-5 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = -28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-2)
denn -4⋅5 +4( - 2 ) = -20 -8 = -28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|2)
denn -4⋅9 +42 = -36 +8 = -28

Oder : (1|-6)
denn -4⋅1 +4( - 6 ) = -4 -24 = -28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 24 (I) -4x +4y = -44 (II)

Lösung einblenden
4x = 24 (I) -4x +4y = -44 (II)

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

4x = 24 |:4
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) -4x +4y = -44 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch 6 ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · 6 +4y = -44
-24 +4y = -44
4y -24 = -44 | +24
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = -10 (I) -2x +y = -14 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -10 (I) -2x +y = -14 (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 = -14
y -2x = -14 | +2x
y = -14 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -y = -10 (I) +y = ( -14 +2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -14 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -1 · ( -14 +2x ) = -10
-2x -2x +14 = -10
-4x +14 = -10 | -14
-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -14 +26

= -14 +12

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +5y = -5 (I) 3x -6y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -5 (I) 3x -6y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -5
5y -3x = -5 | +3x
5y = -5 +3x |:5
y = -1 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + 3 5 x ) (I) 3x -6y = 9 (II)

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

3x -6 · ( -1 + 3 5 x ) = 9
3x - 18 5 x +6 = 9
- 3 5 x +6 = 9 |⋅ 5
5( - 3 5 x +6 ) = 45
-3x +30 = 45 | -30
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 3 5 ( -5 )

= -1 -3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x + y) = -25 (I)
-3x -1 = -22 +3y (II)

Lösung einblenden

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

5( -x + y) = -25 (I)
-3x -1 = -22 +3y (II)
-5x +5y = -25 (I)
-3x -1 = -22 +3y | + 1 -3y (II)
-5x +5y = -25 (I) -3x -3y = -21 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +5y = -25
5y -5x = -25 | +5x
5y = -25 +5x |:5
y = -5 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + x ) (I) -3x -3y = -21 (II)

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

-3x -3 · ( -5 + x ) = -21
-3x -3x +15 = -21
-6x +15 = -21 | -15
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. 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 = 4 und y = 1 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 -2y = ?

-5x -2y = ?

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

-3x -2y = -12 -2 = -14

-5x -2y = -20 -2 = -22

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -2y = -14

-5x -2y = -22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +y = 0 (I) 2x +y = -1 (II)

Lösung einblenden
x +y = 0 (I) 2x +y = -1 (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 = -1
y +2x = -1 | -2x
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

x +y = 0 (I) +y = ( -1 -2x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -2( -1 )

= -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 152 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 70 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 +7y = 152 (I) 5x +3y = 70 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 152
7y +6x = 152 | -6x
7y = 152 -6x |:7
y = 152 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 152 7 - 6 7 x ) (I) 5x +3y = 70 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 152 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 152 7 - 6 7 x ) = 70
5x - 18 7 x + 456 7 = 70
17 7 x + 456 7 = 70 |⋅ 7
7( 17 7 x + 456 7 ) = 490
17x +456 = 490 | -456
17x = 34 |:17
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 152 7 - 6 7 2

= 152 7 - 12 7

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (2|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20