Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 20 .

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

Lösung einblenden

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

2x -5( -6 ) = 20

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -5( -6 ) = 20
2x +30 = 20 | -30
2x = -10 |:2
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|2)
denn -1⋅2 +22 = -2 +4 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|3)
denn -1⋅4 +23 = -4 +6 = 2

Oder : (0|1)
denn -1⋅0 +21 = 0 +2 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+y = 2 (I) -2x +2y = 12 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 2


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

-2x + 2 · 2 = 12
-2x +4 = 12 | -4
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

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: (-4|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 6 (I) x -3y = -8 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 6 (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

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 6 (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:

-4 · ( -8 +3y ) - y = 6
-12y +32 - y = 6
-13y +32 = 6 | -32
-13y = -26 |:(-13 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +32

= -8 +6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +5y = -10 (I) 3x -y = -14 (II)

Lösung einblenden
5x +5y = -10 (I) 3x -y = -14 (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 = -14
-y +3x = -14 | -3x
-y = -14 -3x |:(-1 )
y = 14 +3x

Als neues LGS erhält man so:

5x +5y = -10 (I) +y = ( 14 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 14 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( 14 +3x ) = -10
5x +15x +70 = -10
20x +70 = -10 | -70
20x = -80 |:20
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 +3( -4 )

= 14 -12

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 1 +5y (I)
-3x +7 -5y = -4 (II)

Lösung einblenden

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

3x = 1 +5y | -5y (I)
-3x +7 -5y = -4 | -7 (II)
3x -5y = 1 (I) -3x -5y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 1
-5y +3x = 1 | -3x
-5y = 1 -3x |:(-5 )
y = - 1 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 5 + 3 5 x ) (I) -3x -5y = -11 (II)

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

-3x -5 · ( - 1 5 + 3 5 x ) = -11
-3x -3x +1 = -11
-6x +1 = -11 | -1
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 5 + 3 5 2

= - 1 5 + 6 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 -2y = ?

1x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-1x -2y = -1 +4 = 3

1x -1y = 1 +2 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = 3

1x -1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -3y = -32 (I) -x -3y = -8 (II)

Lösung einblenden
5x -3y = -32 (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:

5x -3y = -32 (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:

5 · ( 8 -3y ) -3y = -32
-15y +40 -3y = -32
-18y +40 = -32 | -40
-18y = -72 |:(-18 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -34

= 8 -12

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 252 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 304 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:

4x +6y = 252 (I) 8x +7y = 304 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +6y = 252
6y +4x = 252 | -4x
6y = 252 -4x |:6
y = 42 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 42 - 2 3 x ) (I) 8x +7y = 304 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 42 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 7 · ( 42 - 2 3 x ) = 304
8x - 14 3 x +294 = 304
10 3 x +294 = 304 |⋅ 3
3( 10 3 x +294 ) = 912
10x +882 = 912 | -882
10x = 30 |:10
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 42 - 2 3 3

= 42 -2

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (3|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40