Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-5 -2y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5 -2y = -3
-5 -2y = -3
-2y -5 = -3 | +5
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -4y = 28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|0)
denn -4⋅( - 7 ) -40 = 28 +0 = 28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-11|4)
denn -4⋅( - 11 ) -44 = 44 -16 = 28

Oder : (-3|-4)
denn -4⋅( - 3 ) -4( - 4 ) = 12 +16 = 28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 2 (I) 3x -3y = 0 (II)

Lösung einblenden
-2x = 2 (I) 3x -3y = 0 (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 = 2 |:(-2 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 3x -3y = 0 (II)

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

3 · ( -1 ) -3y = 0
-3 -3y = 0
-3y -3 = 0 | +3
-3y = 3 |:(-3 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 26 (I) x -3y = -16 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 26 (I) x -3y = -16 (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 = -16 | +3y
x = -16 +3y

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 26 (I) x = ( -16 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -16 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -16 +3y ) +3y = 26
12y -64 +3y = 26
15y -64 = 26 | +64
15y = 90 |:15
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 +36

= -16 +18

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +4y = -54 (I) x +2y = -6 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = -54 (I) x +2y = -6 (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 = -6 | -2y
x = -6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-5x +4y = -54 (I) x = ( -6 -2y ) (II)

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

-5 · ( -6 -2y ) +4y = -54
10y +30 +4y = -54
14y +30 = -54 | -30
14y = -84 |:14
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -2( -6 )

= -6 +12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 2 x - 3 2 y = 3 2 (I) 3x + 3 2 y = -24 (II)

Lösung einblenden
3 2 x - 3 2 y = 3 2 (I) 3x + 3 2 y = -24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + x ) (I) 3x + 3 2 y = -24 (II)

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

3x + 3 2 · ( -1 + x ) = -24
3x + 3 2 x - 3 2 = -24
9 2 x - 3 2 = -24 |⋅ 2
2( 9 2 x - 3 2 ) = -48
9x -3 = -48 | +3
9x = -45 |:9
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 = ?

1x -4y = ?

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

4x -5y = -20 +25 = 5

1x -4y = -5 +20 = 15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = 5

1x -4y = 15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +4y = -3 (I) -4x -16y = 10 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -3 (I) -4x -16y = 10 (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 = -3 | -4y
x = -3 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -3 -4y ) (I) -4x -16y = 10 (II)

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

-4 · ( -3 -4y ) -16y = 10
16y +12 -16y = 10
12 = 10 | -12
0 = -2

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 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 158 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 128 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 +5y = 158 (I) 4x +4y = 128 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = 158
5y +4x = 158 | -4x
5y = 158 -4x |:5
y = 158 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 158 5 - 4 5 x ) (I) 4x +4y = 128 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 158 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 158 5 - 4 5 x ) = 128
4x - 16 5 x + 632 5 = 128
4 5 x + 632 5 = 128 |⋅ 5
5( 4 5 x + 632 5 ) = 640
4x +632 = 640 | -632
4x = 8 |:4
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 158 5 - 4 5 2

= 158 5 - 8 5

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (2|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30