Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +3y = 35 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

27 +3y = 35

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

27 +3y = 35
14 +3y = 35
3y +14 = 35 | -14
3y = 21 |:3
y = 7

Die Lösung ist somit: (7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|3)
denn 3⋅( - 3 ) -33 = -9 -9 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|0)
denn 3⋅( - 6 ) -30 = -18 +0 = -18

Oder : (0|6)
denn 3⋅0 -36 = 0 -18 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -24 (I) -x = 6 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -24 (I) -x = 6 (II)

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

-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -24 (I) x = -6 (II)

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

3 · ( -6 ) -2y = -24
-18 -2y = -24
-2y -18 = -24 | +18
-2y = -6 |:(-2 )
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -19 (I) x +4y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -19 (I) x +4y = 15 (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 +4y = 15 | -4y
x = 15 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = -19 (I) x = ( 15 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 15 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 15 -4y ) -4y = -19
-12y +45 -4y = -19
-16y +45 = -19 | -45
-16y = -64 |:(-16 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -44

= 15 -16

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 9 (I) -4x -4y = 24 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 9 (I) -4x -4y = 24 (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 -2y = 9 | +2y
-x = 9 +2y |:(-1 )
x = -9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -9 -2y ) (I) -4x -4y = 24 (II)

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

-4 · ( -9 -2y ) -4y = 24
8y +36 -4y = 24
4y +36 = 24 | -36
4y = -12 |:4
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 -2( -3 )

= -9 +6

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3( x +2 )-2y = -4y (I)
x +2( 3 - y) = 0 (II)

Lösung einblenden

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

-3( x +2 )-2y = -4y (I)
x +2( 3 - y) = 0 (II)
-3x -6 -2y = -4y | + 6 +4y (I)
x +6 -2y = 0 | -6 (II)
-3x +2y = 6 (I) x -2y = -6 (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 = -6 | +2y
x = -6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -6 +2y ) +2y = 6
-6y +18 +2y = 6
-4y +18 = 6 | -18
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +23

= -6 +6

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

-4x -1y = ?

-6x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-4x -1y = 20 -1 = 19

-6x -4y = 30 -4 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = 19

-6x -4y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +4y = -20 (I) -3x -2y = 18 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = -20 (I) -3x -2y = 18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = -20
4y -2x = -20 | +2x
4y = -20 +2x |:4
y = -5 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + 1 2 x ) (I) -3x -2y = 18 (II)

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

-3x -2 · ( -5 + 1 2 x ) = 18
-3x - x +10 = 18
-4x +10 = 18 | -10
-4x = 8 |:(-4 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 + 1 2 ( -2 )

= -5 -1

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 224 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 296 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 = 224 (I) 4x +7y = 296 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +5y = 224
5y +6x = 224 | -6x
5y = 224 -6x |:5
y = 224 5 - 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 224 5 - 6 5 x ) (I) 4x +7y = 296 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 224 5 - 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 7 · ( 224 5 - 6 5 x ) = 296
4x - 42 5 x + 1568 5 = 296
- 22 5 x + 1568 5 = 296 |⋅ 5
5( - 22 5 x + 1568 5 ) = 1480
-22x +1568 = 1480 | -1568
-22x = -88 |:(-22 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 224 5 - 6 5 4

= 224 5 - 24 5

= 40

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