Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 23 .

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

Lösung einblenden

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

2( -1 ) +5y = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -1 ) +5y = 23
-2 +5y = 23
5y -2 = 23 | +2
5y = 25 |:5
y = 5

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-1)
denn 2⋅( - 3 ) +2( - 1 ) = -6 -2 = -8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-3)
denn 2⋅( - 1 ) +2( - 3 ) = -2 -6 = -8

Oder : (-5|1)
denn 2⋅( - 5 ) +21 = -10 +2 = -8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = -12 (I) +4y = -20 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = -12 (I) +4y = -20 (II)

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

4y = -20 |:4
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = -12 (I) +y = -5 (II)

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

-2x + 2 · ( -5 ) = -12
-2x -10 = -12 | +10
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -19 (I) x -2y = -4 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -19 (I) x -2y = -4 (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 = -4 | +2y
x = -4 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = -19 (I) x = ( -4 +2y ) (II)

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

-4 · ( -4 +2y ) + y = -19
-8y +16 + y = -19
-7y +16 = -19 | -16
-7y = -35 |:(-7 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +25

= -4 +10

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -8 (I) 3x +4y = -5 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -8 (I) 3x +4y = -5 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

3x + y = -8
y +3x = -8 | -3x
y = -8 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 -3x ) (I) 3x +4y = -5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( -8 -3x ) = -5
3x -12x -32 = -5
-9x -32 = -5 | +32
-9x = 27 |:(-9 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -3( -3 )

= -8 +9

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 2 3 y = - 28 3 (I) 2 3 x -y = -1 (II)

Lösung einblenden
-x - 2 3 y = - 28 3 (I) 2 3 x -y = -1 (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:

2 3 x - y = -1
-y + 2 3 x = -1 |⋅ 3
3( -y + 2 3 x) = -3
-3y +2x = -3 | -2x
-3y = -3 -2x |:(-3 )
y = 1 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

-x - 2 3 y = - 28 3 (I) +y = ( 1 + 2 3 x ) (II)

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

-x - 2 3 · ( 1 + 2 3 x ) = - 28 3
-x - 4 9 x - 2 3 = - 28 3
- 13 9 x - 2 3 = - 28 3 |⋅ 9
9( - 13 9 x - 2 3 ) = -84
-13x -6 = -84 | +6
-13x = -78 |:(-13 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 2 3 6

= 1 +4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

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.:

4x -5y = ?

7x -8y = ?

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

4x -5y = -4 -10 = -14

7x -8y = -7 -16 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = -14

7x -8y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( 3 -3y ) -9y = -9
9y -9 -9y = -9
-9 = -9 | +9
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 189 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 56 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:

7x +7y = 189 (I) 3x +2y = 56 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +7y = 189
7y +7x = 189 | -7x
7y = 189 -7x |:7
y = 27 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 27 - x ) (I) 3x +2y = 56 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 27 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( 27 - x ) = 56
3x -2x +54 = 56
x +54 = 56 | -54
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 27 - 2

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (2|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25