Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -20 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

4( -4 ) - y = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -4 ) - y = -20
-16 - y = -20
-y -16 = -20 | +16
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-4|4)

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: (-7|4)
denn 1⋅( - 7 ) +44 = -7 +16 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|3)
denn 1⋅( - 3 ) +43 = -3 +12 = 9

Oder : (-11|5)
denn 1⋅( - 11 ) +45 = -11 +20 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -6 (I) 2x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-2x = -6 (I) 2x -2y = 4 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

x = 3 (I) 2x -2y = 4 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -15 (I) -2x +y = -7 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -15 (I) -2x +y = -7 (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:

-2x + y = -7
y -2x = -7 | +2x
y = -7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -15 (I) +y = ( -7 +2x ) (II)

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

-4x + 3 · ( -7 +2x ) = -15
-4x +6x -21 = -15
2x -21 = -15 | +21
2x = 6 |:2
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +23

= -7 +6

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = 13 (I) 2x -2y = 14 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = 13 (I) 2x -2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = 13
5y +3x = 13 | -3x
5y = 13 -3x |:5
y = 13 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 5 - 3 5 x ) (I) 2x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( 13 5 - 3 5 x ) = 14
2x + 6 5 x - 26 5 = 14
16 5 x - 26 5 = 14 |⋅ 5
5( 16 5 x - 26 5 ) = 70
16x -26 = 70 | +26
16x = 96 |:16
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 5 - 3 5 6

= 13 5 - 18 5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 2( -x +11 )+2y (I)
-1 = -x -3y (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 = 2( -x +11 )+2y (I)
-1 = -x -3y (II)
3x = -2x +22 +2y | + 2x -2y (I)
-1 = -x -3y | + 1 + x +3y (II)
5x -2y = 22 (I) x +3y = 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 +3y = 1 | -3y
x = 1 -3y

Als neues LGS erhält man so:

5x -2y = 22 (I) x = ( 1 -3y ) (II)

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

5 · ( 1 -3y ) -2y = 22
-15y +5 -2y = 22
-17y +5 = 22 | -5
-17y = 17 |:(-17 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -3( -1 )

= 1 +3

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-4x -4y = ?

-8x -10y = ?

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

-4x -4y = 20 +8 = 28

-8x -10y = 40 +20 = 60

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -4y = 28

-8x -10y = 60

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-6x -8 · ( 3 4 - 3 4 x ) = -3
-6x +6x -6 = -3
-6 = -3 | +6
0 = 3

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 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 85 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 180 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 +3y = 85 (I) 6x +6y = 180 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = 85
3y +2x = 85 | -2x
3y = 85 -2x |:3
y = 85 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 85 3 - 2 3 x ) (I) 6x +6y = 180 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 85 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 6 · ( 85 3 - 2 3 x ) = 180
6x -4x +170 = 180
2x +170 = 180 | -170
2x = 10 |:2
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 85 3 - 2 3 5

= 85 3 - 10 3

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (5|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25