Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3x -5( -2 ) = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -5( -2 ) = -5
3x +10 = -5 | -10
3x = -15 |:3
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|4)
denn 2⋅1 -54 = 2 -20 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|2)
denn 2⋅( - 4 ) -52 = -8 -10 = -18

Oder : (6|6)
denn 2⋅6 -56 = 12 -30 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 8 (I) -x +4y = -14 (II)

Lösung einblenden
-4y = 8 (I) -x +4y = -14 (II)

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

-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

+y = -2 (I) -x +4y = -14 (II)

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

-x + 4 · ( -2 ) = -14
-x -8 = -14 | +8
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 25 (I) -3x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 25 (I) -3x +y = -17 (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 = -17
y -3x = -17 | +3x
y = -17 +3x

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 25 (I) +y = ( -17 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -17 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 1 · ( -17 +3x ) = 25
4x +3x -17 = 25
7x -17 = 25 | +17
7x = 42 |:7
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +36

= -17 +18

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = 6 (I) 3x +3y = 15 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 6 (I) 3x +3y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 6
-2y +2x = 6 | -2x
-2y = 6 -2x |:(-2 )
y = -3 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 + x ) (I) 3x +3y = 15 (II)

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

3x + 3 · ( -3 + x ) = 15
3x +3x -9 = 15
6x -9 = 15 | +9
6x = 24 |:6
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x + 1 5 y = - 2 5 (I) 1 5 x -y = - 17 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x + 1 5 y = - 2 5 (I) 1 5 x -y = - 17 5 (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:

1 5 x - y = - 17 5
-y + 1 5 x = - 17 5 |⋅ 5
5( -y + 1 5 x) = -17
-5y + x = -17 | - x
-5y = -17 - x |:(-5 )
y = 17 5 + 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x + 1 5 y = - 2 5 (I) +y = ( 17 5 + 1 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x + 1 5 · ( 17 5 + 1 5 x ) = - 2 5
1 2 x + 1 25 x + 17 25 = - 2 5
27 50 x + 17 25 = - 2 5 |⋅ 50
50( 27 50 x + 17 25 ) = -20
27x +34 = -20 | -34
27x = -54 |:27
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 5 + 1 5 ( -2 )

= 17 5 - 2 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

2x -5y = ?

1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 2 +10 = 12

1x -1y = 1 +2 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 12

1x -1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x -y = -7 (I) -3x +3y = 9 (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:

-x - y = -7
-y - x = -7 | + x
-y = -7 + x |:(-1 )
y = 7 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( 7 - x ) = 9
-3x -3x +21 = 9
-6x +21 = 9 | -21
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 112 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 128 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:

2x +5y = 112 (I) 8x +4y = 128 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = 112
5y +2x = 112 | -2x
5y = 112 -2x |:5
y = 112 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 112 5 - 2 5 x ) (I) 8x +4y = 128 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 112 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 4 · ( 112 5 - 2 5 x ) = 128
8x - 8 5 x + 448 5 = 128
32 5 x + 448 5 = 128 |⋅ 5
5( 32 5 x + 448 5 ) = 640
32x +448 = 640 | -448
32x = 192 |:32
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 112 5 - 2 5 6

= 112 5 - 12 5

= 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