Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = -15 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

3x +3( -1 ) = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +3( -1 ) = -15
3x -3 = -15 | +3
3x = -12 |:3
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-6)
denn -5⋅( - 4 ) +2( - 6 ) = 20 -12 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-1)
denn -5⋅( - 2 ) +2( - 1 ) = 10 -2 = 8

Oder : (-6|-11)
denn -5⋅( - 6 ) +2( - 11 ) = 30 -22 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = 1 (I) x = -5 (II)

Lösung einblenden

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

x = -5


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

-1 · ( -5 ) +2y = 1
5 +2y = 1
2y +5 = 1 | -5
2y = -4 |:2
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = 28 (I) x -2y = 13 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 28 (I) x -2y = 13 (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 -2y = 13 | +2y
x = 13 +2y

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = 28 (I) x = ( 13 +2y ) (II)

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

4 · ( 13 +2y ) -4y = 28
8y +52 -4y = 28
4y +52 = 28 | -52
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +2( -6 )

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x +3y = -9 (I) -x -3y = 7 (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 = 7 | +3y
-x = 7 +3y |:(-1 )
x = -7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -7 -3y ) +3y = -9
-9y -21 +3y = -9
-6y -21 = -9 | +21
-6y = 12 |:(-6 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -3( -2 )

= -7 +6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -4x -11 +5y (I)
5x -14 = -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:

0 = -4x -11 +5y | + 4x -5y (I)
5x -14 = -3y | + 14 +3y (II)
4x -5y = -11 (I) 5x +3y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = -11
-5y +4x = -11 | -4x
-5y = -11 -4x |:(-5 )
y = 11 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 5 + 4 5 x ) (I) 5x +3y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 11 5 + 4 5 x ) = 14
5x + 12 5 x + 33 5 = 14
37 5 x + 33 5 = 14 |⋅ 5
5( 37 5 x + 33 5 ) = 70
37x +33 = 70 | -33
37x = 37 |:37
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 5 + 4 5 1

= 11 5 + 4 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

3x -5y = ?

4x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

3x -5y = 15 +5 = 20

4x -10y = 20 +10 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -5y = 20

4x -10y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

16x -12y = -9 (I) -4x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
16x -12y = -9 (I) -4x +3y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

16x -12y = -9
-12y +16x = -9 | -16x
-12y = -9 -16x |:(-12 )
y = 3 4 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 3 · ( 3 4 + 4 3 x ) = 3
-4x +4x + 9 4 = 3
9 4 = 3 | - 9 4
0 = 3 4

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 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 104 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 92 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 +2y = 104 (I) 7x +2y = 92 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +2y = 104
2y +9x = 104 | -9x
2y = 104 -9x |:2
y = 52 - 9 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 52 - 9 2 x ) (I) 7x +2y = 92 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 52 - 9 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 2 · ( 52 - 9 2 x ) = 92
7x -9x +104 = 92
-2x +104 = 92 | -104
-2x = -12 |:(-2 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 52 - 9 2 6

= 52 -27

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25