Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 23 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

36 -5y = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

36 -5y = 23
18 -5y = 23
-5y +18 = 23 | -18
-5y = 5 |:(-5 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (6|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-1)
denn 1⋅5 -4( - 1 ) = 5 +4 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-2)
denn 1⋅1 -4( - 2 ) = 1 +8 = 9

Oder : (9|0)
denn 1⋅9 -40 = 9 +0 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +4y = -4 (I) -3y = -12 (II)

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

-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 4 · 4 = -4
-4x +16 = -4 | -16
-4x = -20 |:(-4 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -19 (I) -x -y = -11 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -19 (I) -x -y = -11 (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 = -11
-y - x = -11 | + x
-y = -11 + x |:(-1 )
y = 11 - x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -19 (I) +y = ( 11 - x ) (II)

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

x -4 · ( 11 - x ) = -19
x +4x -44 = -19
5x -44 = -19 | +44
5x = 25 |:5
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 - 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = -9 (I) -4x +5y = 15 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = -9 (I) -4x +5y = 15 (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 = -9 | +3y
-x = -9 +3y |:(-1 )
x = 9 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -3y ) (I) -4x +5y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 9 -3y ) +5y = 15
12y -36 +5y = 15
17y -36 = 15 | +36
17y = 51 |:17
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -33

= 9 -9

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

11 -6y = 5x -3y (I)
-3x -4 = -13 + y (II)

Lösung einblenden

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

11 -6y = 5x -3y | -11 -5x +3y (I)
-3x -4 = -13 + y | + 4 - y (II)
-5x -3y = -11 (I) -3x -y = -9 (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 = -9
-y -3x = -9 | +3x
-y = -9 +3x |:(-1 )
y = 9 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-5x -3y = -11 (I) +y = ( 9 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -3 · ( 9 -3x ) = -11
-5x +9x -27 = -11
4x -27 = -11 | +27
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -34

= 9 -12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x -1y = ?

6x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

5x -1y = -10 -5 = -15

6x -3y = -12 -15 = -27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -1y = -15

6x -3y = -27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +4y = 28 (I) 5x -4y = -1 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 28 (I) 5x -4y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = 28
4y +4x = 28 | -4x
4y = 28 -4x |:4
y = 7 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 - x ) (I) 5x -4y = -1 (II)

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

5x -4 · ( 7 - x ) = -1
5x +4x -28 = -1
9x -28 = -1 | +28
9x = 27 |:9
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 63 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 142 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:

3x +4y = 63 (I) 7x +9y = 142 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 63
4y +3x = 63 | -3x
4y = 63 -3x |:4
y = 63 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 63 4 - 3 4 x ) (I) 7x +9y = 142 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 63 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 63 4 - 3 4 x ) = 142
7x - 27 4 x + 567 4 = 142
1 4 x + 567 4 = 142 |⋅ 4
4( 1 4 x + 567 4 ) = 568
x +567 = 568 | -567
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 63 4 - 3 4 1

= 63 4 - 3 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15