Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -35 .

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

Lösung einblenden

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

4x - 7 = -35

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x - 7 = -35
4x -7 = -35 | +7
4x = -28 |:4
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn -5⋅6 -2( - 3 ) = -30 +6 = -24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|2)
denn -5⋅4 -22 = -20 -4 = -24

Oder : (8|-8)
denn -5⋅8 -2( - 8 ) = -40 +16 = -24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = -28 (I) 2x = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -28 (I) 2x = 8 (II)

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

2x = 8 |:2
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 4 +4y = -28
-12 +4y = -28
4y -12 = -28 | +12
4y = -16 |:4
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +y = 5 (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

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 5 (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:

-4x + 1 · ( -9 -3x ) = 5
-4x -3x -9 = 5
-7x -9 = 5 | +9
-7x = 14 |:(-7 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -3( -2 )

= -9 +6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 31 (I) -x -3y = -19 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 31 (I) -x -3y = -19 (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 = -19 | +3y
-x = -19 +3y |:(-1 )
x = 19 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +5y = 31 (I) x = ( 19 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 19 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 19 -3y ) +5y = 31
-3y +19 +5y = 31
2y +19 = 31 | -19
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -36

= 19 -18

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 2 3 y = 2 3 (I) - 1 4 x - 1 3 y = 7 6 (II)

Lösung einblenden
-x + 2 3 y = 2 3 (I) - 1 4 x - 1 3 y = 7 6 (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 + 2 3 y = 2 3 |⋅ 3
3( -x + 2 3 y) = 2
-3x +2y = 2 | -2y
-3x = 2 -2y |:(-3 )
x = - 2 3 + 2 3 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 2 3 + 2 3 y ) (I) - 1 4 x - 1 3 y = 7 6 (II)

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

- 1 4 · ( - 2 3 + 2 3 y ) - 1 3 y = 7 6
- 1 6 y + 1 6 - 1 3 y = 7 6
- 1 2 y + 1 6 = 7 6 |⋅ 6
6( - 1 2 y + 1 6 ) = 7
-3y +1 = 7 | -1
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 2 3 + 2 3 ( -2 )

= - 2 3 - 4 3

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

1x +4y = ?

5x +22y = ?

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

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

5x +22y = -20 +44 = 24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +4y = 4

5x +22y = 24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +2y = 10 (I) -5x +4y = -40 (II)

Lösung einblenden
5x +2y = 10 (I) -5x +4y = -40 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 10
2y +5x = 10 | -5x
2y = 10 -5x |:2
y = 5 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 - 5 2 x ) (I) -5x +4y = -40 (II)

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

-5x + 4 · ( 5 - 5 2 x ) = -40
-5x -10x +20 = -40
-15x +20 = -40 | -20
-15x = -60 |:(-15 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 5 2 4

= 5 -10

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 105 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 90 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:

9x +4y = 105 (I) 6x +4y = 90 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +4y = 105
4y +9x = 105 | -9x
4y = 105 -9x |:4
y = 105 4 - 9 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 105 4 - 9 4 x ) (I) 6x +4y = 90 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 105 4 - 9 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 4 · ( 105 4 - 9 4 x ) = 90
6x -9x +105 = 90
-3x +105 = 90 | -105
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 105 4 - 9 4 5

= 105 4 - 45 4

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (5|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15