Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 25 .

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

Lösung einblenden

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

2x -5( -7 ) = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -5( -7 ) = 25
2x +35 = 25 | -35
2x = -10 |:2
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x - y = 11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-5)
denn -3⋅( - 2 ) -1( - 5 ) = 6 +5 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-2)
denn -3⋅( - 3 ) -1( - 2 ) = 9 +2 = 11

Oder : (-1|-8)
denn -3⋅( - 1 ) -1( - 8 ) = 3 +8 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 14 (I) x = -6 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -6


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

-1 · ( -6 ) -4y = 14
6 -4y = 14
-4y +6 = 14 | -6
-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -7 (I) 4x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -7 (I) 4x +4y = 8 (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 +4y = -7 | -4y
x = -7 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -7 -4y ) (I) 4x +4y = 8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -7 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -7 -4y ) +4y = 8
-16y -28 +4y = 8
-12y -28 = 8 | +28
-12y = 36 |:(-12 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -4( -3 )

= -7 +12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = 33 (I) -5x +5y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = 33 (I) -5x +5y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 33
4y +3x = 33 | -3x
4y = 33 -3x |:4
y = 33 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 4 - 3 4 x ) (I) -5x +5y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 5 · ( 33 4 - 3 4 x ) = 15
-5x - 15 4 x + 165 4 = 15
- 35 4 x + 165 4 = 15 |⋅ 4
4( - 35 4 x + 165 4 ) = 60
-35x +165 = 60 | -165
-35x = -105 |:(-35 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 4 - 3 4 3

= 33 4 - 9 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -13 + y) = 3x (I)
-5x +4y = 46 (II)

Lösung einblenden

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

2( -13 + y) = 3x (I)
-5x +4y = 46 (II)
-26 +2y = 3x | + 26 -3x (I)
-5x +4y = 46 (II)
-3x +2y = 26 (I) -5x +4y = 46 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +2y = 26
2y -3x = 26 | +3x
2y = 26 +3x |:2
y = 13 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 + 3 2 x ) (I) -5x +4y = 46 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 4 · ( 13 + 3 2 x ) = 46
-5x +6x +52 = 46
x +52 = 46 | -52
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 + 3 2 ( -6 )

= 13 -9

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-4x +5y = ?

-3x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-4x +5y = -12 +25 = 13

-3x +1y = -9 +5 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = 13

-3x +1y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +12y = -4 (I) -x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
3x +12y = -4 (I) -x -4y = 1 (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 = 1 | +4y
-x = 1 +4y |:(-1 )
x = -1 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x +12y = -4 (I) x = ( -1 -4y ) (II)

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

3 · ( -1 -4y ) +12y = -4
-12y -3 +12y = -4
-3 = -4 | +3
0 = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 2 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 126 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 66 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:

2x +4y = 126 (I) 2x +2y = 66 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +4y = 126
4y +2x = 126 | -2x
4y = 126 -2x |:4
y = 63 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 63 2 - 1 2 x ) (I) 2x +2y = 66 (II)

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

2x + 2 · ( 63 2 - 1 2 x ) = 66
2x - x +63 = 66
x +63 = 66 | -63
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 63 2 - 1 2 3

= 63 2 - 3 2

= 31,5 -1,5

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (3|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30