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: -5x - y = 40 .

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

Lösung einblenden

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

-5x - ( -5 ) = 40

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - ( -5 ) = 40
-5x +5 = 40 | -5
-5x = 35 |:(-5 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn -1⋅6 -2( - 2 ) = -6 +4 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-1)
denn -1⋅4 -2( - 1 ) = -4 +2 = -2

Oder : (8|-3)
denn -1⋅8 -2( - 3 ) = -8 +6 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = -11 (I) +3y = 12 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = -11 (I) +3y = 12 (II)

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

3y = 12 |:3
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

-x -3y = -11 (I) +y = 4 (II)

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

-x -3 · 4 = -11
-x -12 = -11 | +12
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

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: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 14 (I) 3x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 14 (I) 3x +y = 9 (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:

3x + y = 9
y +3x = 9 | -3x
y = 9 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 14 (I) +y = ( 9 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 4 · ( 9 -3x ) = 14
x -12x +36 = 14
-11x +36 = 14 | -36
-11x = -22 |:(-11 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -32

= 9 -6

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x +3y = 14 (I) -x +y = 0 (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:

-x + y = 0
y - x = 0 | + x
y = x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 3 · x = 14
4x +3x = 14
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -40 = -1 -4y (I)
-8 -5y = -4x -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 -40 = -1 -4y | + 40 +4y (I)
-8 -5y = -4x -3y | + 8 +4x +3y (II)
3x +4y = 39 (I) 4x -2y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 39
4y +3x = 39 | -3x
4y = 39 -3x |:4
y = 39 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 4 - 3 4 x ) (I) 4x -2y = 8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( 39 4 - 3 4 x ) = 8
4x + 3 2 x - 39 2 = 8
11 2 x - 39 2 = 8 |⋅ 2
2( 11 2 x - 39 2 ) = 16
11x -39 = 16 | +39
11x = 55 |:11
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 4 - 3 4 5

= 39 4 - 15 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-2x +3y = ?

1x -5y = ?

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

-2x +3y = -4 +3 = -1

1x -5y = 2 -5 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +3y = -1

1x -5y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -6y = 0 (I) 2x +3y = -1 (II)

Lösung einblenden
-4x -6y = 0 (I) 2x +3y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -6y = 0
-6y -4x = 0 | +4x
-6y = 4x |:(-6 )
y = - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 3 · ( - 2 3 x ) = -1
2x -2x = -1
0 = -1 |0
0 = -1

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 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 3 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 106 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 246 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:

8x +3y = 106 (I) 3x +8y = 246 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +3y = 106
3y +8x = 106 | -8x
3y = 106 -8x |:3
y = 106 3 - 8 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 106 3 - 8 3 x ) (I) 3x +8y = 246 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 106 3 - 8 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 8 · ( 106 3 - 8 3 x ) = 246
3x - 64 3 x + 848 3 = 246
- 55 3 x + 848 3 = 246 |⋅ 3
3( - 55 3 x + 848 3 ) = 738
-55x +848 = 738 | -848
-55x = -110 |:(-55 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 106 3 - 8 3 2

= 106 3 - 16 3

= 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