Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = 24 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

22 -4y = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

22 -4y = 24
4 -4y = 24
-4y +4 = 24 | -4
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (2|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|7)
denn -3⋅7 +57 = -21 +35 = 14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (12|10)
denn -3⋅12 +510 = -36 +50 = 14

Oder : (2|4)
denn -3⋅2 +54 = -6 +20 = 14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = -28 (I) +2y = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -28 (I) +2y = -10 (II)

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

2y = -10 |:2
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = -28 (I) +y = -5 (II)

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

-4x + 4 · ( -5 ) = -28
-4x -20 = -28 | +20
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = 28 (I) x +2y = 9 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 28 (I) x +2y = 9 (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 = 9 | -2y
x = 9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 28 (I) x = ( 9 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 9 -2y ) +4y = 28
-8y +36 +4y = 28
-4y +36 = 28 | -36
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -22

= 9 -4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 16 (I) -2x -5y = -22 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 16 (I) -2x -5y = -22 (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 +5y = 16 | -5y
x = 16 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 -5y ) (I) -2x -5y = -22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 16 -5y ) -5y = -22
10y -32 -5y = -22
5y -32 = -22 | +32
5y = 10 |:5
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -52

= 16 -10

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = x +23 -5y (I)
5( 7 - y) = 5x (II)

Lösung einblenden

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

0 = x +23 -5y (I)
5( 7 - y) = 5x (II)
0 = x +23 -5y | -x +5y (I)
35 -5y = 5x | -35 -5x (II)
-x +5y = 23 (I) -5x -5y = -35 (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 +5y = 23 | -5y
-x = 23 -5y |:(-1 )
x = -23 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -23 +5y ) (I) -5x -5y = -35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -23 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -23 +5y ) -5y = -35
-25y +115 -5y = -35
-30y +115 = -35 | -115
-30y = -150 |:(-30 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -23 +55

= -23 +25

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

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.:

4x -4y = ?

5x -8y = ?

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

4x -4y = 8 -20 = -12

5x -8y = 10 -40 = -30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -4y = -12

5x -8y = -30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -5y = -12 (I) -2x -y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3x -5y = -12 (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 |:(-1 )
y = 1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -5y = -12 (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:

-3x -5 · ( 1 -2x ) = -12
-3x +10x -5 = -12
7x -5 = -12 | +5
7x = -7 |:7
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

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 250 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 184 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 +7y = 250 (I) 9x +5y = 184 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +7y = 250
7y +5x = 250 | -5x
7y = 250 -5x |:7
y = 250 7 - 5 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 250 7 - 5 7 x ) (I) 9x +5y = 184 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 250 7 - 5 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 5 · ( 250 7 - 5 7 x ) = 184
9x - 25 7 x + 1250 7 = 184
38 7 x + 1250 7 = 184 |⋅ 7
7( 38 7 x + 1250 7 ) = 1288
38x +1250 = 1288 | -1250
38x = 38 |:38
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 250 7 - 5 7 1

= 250 7 - 5 7

= 35

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