Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = -4 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

31 + y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

31 + y = -4
3 + y = -4
y +3 = -4 | -3
y = -7

Die Lösung ist somit: (1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|7)
denn 1⋅( - 6 ) +37 = -6 +21 = 15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|6)
denn 1⋅( - 3 ) +36 = -3 +18 = 15

Oder : (-9|8)
denn 1⋅( - 9 ) +38 = -9 +24 = 15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -7 (I) x = -3 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -3


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

1 · ( -3 ) +4y = -7
-3 +4y = -7
4y -3 = -7 | +3
4y = -4 |:4
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 11 (I) x -2y = -5 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 11 (I) x -2y = -5 (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 = -5 | +2y
x = -5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = 11 (I) x = ( -5 +2y ) (II)

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

-3 · ( -5 +2y ) +2y = 11
-6y +15 +2y = 11
-4y +15 = 11 | -15
-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +21

= -5 +2

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -28 (I) -3x -4y = 34 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -28 (I) -3x -4y = 34 (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:

4x + y = -28
y +4x = -28 | -4x
y = -28 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -28 -4x ) (I) -3x -4y = 34 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -28 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( -28 -4x ) = 34
-3x +16x +112 = 34
13x +112 = 34 | -112
13x = -78 |:13
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -28 -4( -6 )

= -28 +24

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

8x = 5x -11 +4y (I)
2( x +2y) -27 = -1 (II)

Lösung einblenden

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

8x = 5x -11 +4y (I)
2( x +2y) -27 = -1 (II)
8x = 5x -11 +4y | -5x -4y (I)
2x -27 +4y = -1 | + 27 (II)
3x -4y = -11 (I) 2x +4y = 26 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = -11
-4y +3x = -11 | -3x
-4y = -11 -3x |:(-4 )
y = 11 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 4 + 3 4 x ) (I) 2x +4y = 26 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( 11 4 + 3 4 x ) = 26
2x +3x +11 = 26
5x +11 = 26 | -11
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 4 + 3 4 3

= 11 4 + 9 4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-2x -4y = ?

-3x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-2x -4y = -4 +16 = 12

-3x -7y = -6 +28 = 22

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 12

-3x -7y = 22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +3y = 2 (I) 8x -6y = -3 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 2 (I) 8x -6y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = 2
3y -4x = 2 | +4x
3y = 2 +4x |:3
y = 2 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 3 + 4 3 x ) (I) 8x -6y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 2 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x -6 · ( 2 3 + 4 3 x ) = -3
8x -8x -4 = -3
-4 = -3 | +4
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 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 186 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 180 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 +5y = 186 (I) 5x +5y = 180 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +5y = 186
5y +6x = 186 | -6x
5y = 186 -6x |:5
y = 186 5 - 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 186 5 - 6 5 x ) (I) 5x +5y = 180 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 186 5 - 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( 186 5 - 6 5 x ) = 180
5x -6x +186 = 180
-x +186 = 180 | -186
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 186 5 - 6 5 6

= 186 5 - 36 5

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (6|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30