Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x - y = 7 .

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

Lösung einblenden

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

-2x - ( -1 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x - ( -1 ) = 7
-2x +1 = 7 | -1
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|7)
denn 5⋅2 -27 = 10 -14 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|2)
denn 5⋅0 -22 = 0 -4 = -4

Oder : (4|12)
denn 5⋅4 -212 = 20 -24 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -4 ) + y = -2
4 + y = -2
y +4 = -2 | -4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( 2 -3y ) +2y = 6
12y -8 +2y = 6
14y -8 = 6 | +8
14y = 14 |:14
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -31

= 2 -3

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = -11 (I) -x +5y = 19 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -11 (I) -x +5y = 19 (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 +5y = 19 | -5y
-x = 19 -5y |:(-1 )
x = -19 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = -11 (I) x = ( -19 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -19 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -19 +5y ) - y = -11
10y -38 - y = -11
9y -38 = -11 | +38
9y = 27 |:9
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 +53

= -19 +15

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x = -1 + y (I)
2( -2x +1 ) = -14 -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:

-5x = -1 + y (I)
2( -2x +1 ) = -14 -3y (II)
-5x = -1 + y | -y (I)
-4x +2 = -14 -3y | -2 +3y (II)
-5x -y = -1 (I) -4x +3y = -16 (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:

-5x - y = -1
-y -5x = -1 | +5x
-y = -1 +5x |:(-1 )
y = 1 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -5x ) (I) -4x +3y = -16 (II)

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

-4x + 3 · ( 1 -5x ) = -16
-4x -15x +3 = -16
-19x +3 = -16 | -3
-19x = -19 |:(-19 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -51

= 1 -5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

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 -3y = ?

-1x -4y = ?

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

-4x -3y = -20 -15 = -35

-1x -4y = -5 -20 = -25

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = -35

-1x -4y = -25

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -y = -3 (I) -2x -4y = -22 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -3 (I) -2x -4y = -22 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 +2x ) (I) -2x -4y = -22 (II)

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

-2x -4 · ( 3 +2x ) = -22
-2x -8x -12 = -22
-10x -12 = -22 | +12
-10x = -10 |:(-10 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +21

= 3 +2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 236 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 2 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 183 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:

9x +8y = 236 (I) 2x +7y = 183 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +8y = 236
8y +9x = 236 | -9x
8y = 236 -9x |:8
y = 59 2 - 9 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 59 2 - 9 8 x ) (I) 2x +7y = 183 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 59 2 - 9 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 7 · ( 59 2 - 9 8 x ) = 183
2x - 63 8 x + 413 2 = 183
- 47 8 x + 413 2 = 183 |⋅ 8
8( - 47 8 x + 413 2 ) = 1464
-47x +1652 = 1464 | -1652
-47x = -188 |:(-47 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 59 2 - 9 8 4

= 59 2 - 9 2

= 29,5 -4,5

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (4|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25