Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = -7 .

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 -4( -2 ) = -7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -4( -2 ) = -7
3x +8 = -7 | -8
3x = -15 |:3
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-2)
denn 3⋅1 +1( - 2 ) = 3 -2 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-5)
denn 3⋅2 +1( - 5 ) = 6 -5 = 1

Oder : (0|1)
denn 3⋅0 +11 = 0 +1 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4y = 8 (I) -x +2y = -1 (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 +2y = -1 (II)

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

-x + 2 · ( -2 ) = -1
-x -4 = -1 | +4
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

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: (-3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 1 (I) -x -3y = -8 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 1 (I) -x -3y = -8 (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 -3y = -8 | +3y
-x = -8 +3y |:(-1 )
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 1 (I) x = ( 8 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 8 -3y ) + y = 1
-6y +16 + y = 1
-5y +16 = 1 | -16
-5y = -15 |:(-5 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -33

= 8 -9

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = 19 (I) -4x -y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 19 (I) -4x -y = 8 (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:

-4x - y = 8
-y -4x = 8 | +4x
-y = 8 +4x |:(-1 )
y = -8 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -4y = 19 (I) +y = ( -8 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -8 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( -8 -4x ) = 19
-3x +16x +32 = 19
13x +32 = 19 | -32
13x = -13 |:13
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -4( -1 )

= -8 +4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2 5 x + 1 2 y = - 1 2 (I) x -y = -8 (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:

x - y = -8
-y + x = -8 | - x
-y = -8 - x |:(-1 )
y = 8 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 5 x + 1 2 · ( 8 + x ) = - 1 2
2 5 x + 1 2 x +4 = - 1 2
9 10 x +4 = - 1 2 |⋅ 10
10( 9 10 x +4 ) = -5
9x +40 = -5 | -40
9x = -45 |:9
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

2x -3y = ?

5x -6y = ?

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

2x -3y = -10 -15 = -25

5x -6y = -25 -30 = -55

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = -25

5x -6y = -55

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +6y = 6
6y +6x = 6 | -6x
6y = 6 -6x |:6
y = 1 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 1 - x ) = -2
-2x +2x -2 = -2
-2 = -2 | +2
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 347 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 288 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:

8x +9y = 347 (I) 2x +8y = 288 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +9y = 347
9y +8x = 347 | -8x
9y = 347 -8x |:9
y = 347 9 - 8 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 347 9 - 8 9 x ) (I) 2x +8y = 288 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 347 9 - 8 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 8 · ( 347 9 - 8 9 x ) = 288
2x - 64 9 x + 2776 9 = 288
- 46 9 x + 2776 9 = 288 |⋅ 9
9( - 46 9 x + 2776 9 ) = 2592
-46x +2776 = 2592 | -2776
-46x = -184 |:(-46 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 347 9 - 8 9 4

= 347 9 - 32 9

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (4|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35