Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +4y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

2x +4( -5 ) = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x +4( -5 ) = -24
2x -20 = -24 | +20
2x = -4 |:2
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +4y = 35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|5)
denn 5⋅3 +45 = 15 +20 = 35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|0)
denn 5⋅7 +40 = 35 +0 = 35

Oder : (-1|10)
denn 5⋅( - 1 ) +410 = -5 +40 = 35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = 4 (I) 4x +3y = -24 (II)

Lösung einblenden
-y = 4 (I) 4x +3y = -24 (II)

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

-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

+y = -4 (I) 4x +3y = -24 (II)

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

4x + 3 · ( -4 ) = -24
4x -12 = -24 | +12
4x = -12 |:4
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 8 (I) -x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 8 (I) -x +4y = -12 (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 = -12 | -4y
-x = -12 -4y |:(-1 )
x = 12 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = 8 (I) x = ( 12 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 12 +4y ) -2y = 8
4y +12 -2y = 8
2y +12 = 8 | -12
2y = -4 |:2
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +4( -2 )

= 12 -8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = 3 (I) 2x -4y = 24 (II)

Lösung einblenden
x +y = 3 (I) 2x -4y = 24 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 - x ) (I) 2x -4y = 24 (II)

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

2x -4 · ( 3 - x ) = 24
2x +4x -12 = 24
6x -12 = 24 | +12
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x +5 ) = 5y (I)
x +2( -3 + y) = 0 (II)

Lösung einblenden

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

5( -x +5 ) = 5y (I)
x +2( -3 + y) = 0 (II)
-5x +25 = 5y | -25 -5y (I)
x -6 +2y = 0 | + 6 (II)
-5x -5y = -25 (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 -5y = -25 (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 ) -5y = -25
10y -30 -5y = -25
5y -30 = -25 | +30
5y = 5 |:5
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -21

= 6 -2

= 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 = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-1x +5y = ?

-5x +26y = ?

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

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

-5x +26y = -25 -78 = -103

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = -20

-5x +26y = -103

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +y = -2 (I) 8x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -2 (I) 8x -2y = 6 (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:

-4x + y = -2
y -4x = -2 | +4x
y = -2 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 +4x ) (I) 8x -2y = 6 (II)

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

8x -2 · ( -2 +4x ) = 6
8x -8x +4 = 6
4 = 6 | -4
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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 141 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 142 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:

6x +9y = 141 (I) 7x +9y = 142 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +9y = 141
9y +6x = 141 | -6x
9y = 141 -6x |:9
y = 47 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 47 3 - 2 3 x ) (I) 7x +9y = 142 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 47 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 47 3 - 2 3 x ) = 142
7x -6x +141 = 142
x +141 = 142 | -141
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 47 3 - 2 3 1

= 47 3 - 2 3

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15