Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = 0.

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-20 -4y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-20 -4y = 0
-4y = 0 |:(-4 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (0|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|0)
denn -2⋅1 -40 = -2 +0 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|2)
denn -2⋅( - 3 ) -42 = 6 -8 = -2

Oder : (5|-2)
denn -2⋅5 -4( - 2 ) = -10 +8 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x = 6 (I) -4x -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 = 6 |:2
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · 3 -3y = 0
-12 -3y = 0
-3y -12 = 0 | +12
-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 25 (I) -x -4y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 25 (I) -x -4y = -15 (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 = -15 | +4y
-x = -15 +4y |:(-1 )
x = 15 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 25 (I) x = ( 15 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 15 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 15 -4y ) + y = 25
16y -60 + y = 25
17y -60 = 25 | +60
17y = 85 |:17
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -45

= 15 -20

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -5y = -15 (I) -3x -4y = -13 (II)

Lösung einblenden
-5x -5y = -15 (I) -3x -4y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -5y = -15
-5y -5x = -15 | +5x
-5y = -15 +5x |:(-5 )
y = 3 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 - x ) (I) -3x -4y = -13 (II)

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

-3x -4 · ( 3 - x ) = -13
-3x +4x -12 = -13
x -12 = -13 | +12
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - ( -1 )

= 3 +1

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = x -10 (I)
2( x -5 ) = -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:

-4y = x -10 (I)
2( x -5 ) = -3y (II)
-4y = x -10 | -x (I)
2x -10 = -3y | + 10 +3y (II)
-x -4y = -10 (I) 2x +3y = 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 = -10 | +4y
-x = -10 +4y |:(-1 )
x = 10 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 -4y ) (I) 2x +3y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 10 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 10 -4y ) +3y = 10
-8y +20 +3y = 10
-5y +20 = 10 | -20
-5y = -10 |:(-5 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -42

= 10 -8

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

1x +3y = ?

4x +9y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

1x +3y = 2 -15 = -13

4x +9y = 8 -45 = -37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = -13

4x +9y = -37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +y = -9 (I) -2x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -9 (I) -2x +y = -8 (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:

-2x + y = -8
y -2x = -8 | +2x
y = -8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = -9 (I) +y = ( -8 +2x ) (II)

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

-3x + 1 · ( -8 +2x ) = -9
-3x +2x -8 = -9
-x -8 = -9 | +8
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +21

= -8 +2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 2 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 60 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 118 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:

5x +2y = 60 (I) 9x +4y = 118 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 60
2y +5x = 60 | -5x
2y = 60 -5x |:2
y = 30 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 30 - 5 2 x ) (I) 9x +4y = 118 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 30 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 4 · ( 30 - 5 2 x ) = 118
9x -10x +120 = 118
-x +120 = 118 | -120
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 30 - 5 2 2

= 30 -5

= 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