Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2 -2y = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2 -2y = 6
-2 -2y = 6
-2y -2 = 6 | +2
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (2|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = 24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-1)
denn 5⋅5 +1( - 1 ) = 25 -1 = 24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-6)
denn 5⋅6 +1( - 6 ) = 30 -6 = 24

Oder : (4|4)
denn 5⋅4 +14 = 20 +4 = 24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 12 (I) -3x -4y = -7 (II)

Lösung einblenden
-4x = 12 (I) -3x -4y = -7 (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 = 12 |:(-4 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -3 ) -4y = -7
9 -4y = -7
-4y +9 = -7 | -9
-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -2y = -8 (I) -2x +y = 7 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = -8 (I) -2x +y = 7 (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 = 7
y -2x = 7 | +2x
y = 7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = -8 (I) +y = ( 7 +2x ) (II)

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

2x -2 · ( 7 +2x ) = -8
2x -4x -14 = -8
-2x -14 = -8 | +14
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 +2( -3 )

= 7 -6

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = 15 (I) 2x +4y = 10 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = 15 (I) 2x +4y = 10 (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 +3y = 15 | -3y
-x = 15 -3y |:(-1 )
x = -15 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -15 +3y ) (I) 2x +4y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -15 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -15 +3y ) +4y = 10
6y -30 +4y = 10
10y -30 = 10 | +30
10y = 40 |:10
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 +34

= -15 +12

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x - 3 4 y = - 3 2 (I) -x - 3 5 y = 48 5 (II)

Lösung einblenden
x - 3 4 y = - 3 2 (I) -x - 3 5 y = 48 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 - 3 5 y = 48 5 |⋅ 5
5( -x - 3 5 y) = 48
-5x -3y = 48 | +3y
-5x = 48 +3y |:(-5 )
x = - 48 5 - 3 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x - 3 4 y = - 3 2 (I) x = ( - 48 5 - 3 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 48 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( - 48 5 - 3 5 y ) - 3 4 y = - 3 2
- 3 5 y - 48 5 - 3 4 y = - 3 2
- 27 20 y - 48 5 = - 3 2 |⋅ 20
20( - 27 20 y - 48 5 ) = -30
-27y -192 = -30 | +192
-27y = 162 |:(-27 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 48 5 - 3 5 ( -6 )

= - 48 5 + 18 5

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-5x +3y = ?

-3x -1y = ?

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

-5x +3y = -20 -12 = -32

-3x -1y = -12 +4 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +3y = -32

-3x -1y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = -5 (I) 4x -3y = 15 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -5 (I) 4x -3y = 15 (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:

-2x - y = -5
-y -2x = -5 | +2x
-y = -5 +2x |:(-1 )
y = 5 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 -2x ) (I) 4x -3y = 15 (II)

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

4x -3 · ( 5 -2x ) = 15
4x +6x -15 = 15
10x -15 = 15 | +15
10x = 30 |:10
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -23

= 5 -6

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 340 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 308 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 +8y = 340 (I) 7x +7y = 308 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +8y = 340
8y +5x = 340 | -5x
8y = 340 -5x |:8
y = 85 2 - 5 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 85 2 - 5 8 x ) (I) 7x +7y = 308 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 85 2 - 5 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 7 · ( 85 2 - 5 8 x ) = 308
7x - 35 8 x + 595 2 = 308
21 8 x + 595 2 = 308 |⋅ 8
8( 21 8 x + 595 2 ) = 2464
21x +2380 = 2464 | -2380
21x = 84 |:21
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 85 2 - 5 8 4

= 85 2 - 5 2

= 42,5 -2,5

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40