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: 4x -2y = -4 .

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

Lösung einblenden

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

4x -20 = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -20 = -4
4x = -4 |:4
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|6)
denn 5⋅3 +16 = 15 +6 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|1)
denn 5⋅4 +11 = 20 +1 = 21

Oder : (2|11)
denn 5⋅2 +111 = 10 +11 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 16 (I) 4x = -12 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 16 (I) 4x = -12 (II)

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

4x = -12 |:4
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -3 ) + y = 16
12 + y = 16
y +12 = 16 | -12
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:

-x +y = -2 (I) x +2y = -7 (II)

Lösung einblenden
-x +y = -2 (I) x +2y = -7 (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 = -7 | -2y
x = -7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-x +y = -2 (I) x = ( -7 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -7 -2y ) + y = -2
2y +7 + y = -2
3y +7 = -2 | -7
3y = -9 |:3
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -2( -3 )

= -7 +6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 27 (I) 5x -4y = -35 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 27 (I) 5x -4y = -35 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = 27
3y -4x = 27 | +4x
3y = 27 +4x |:3
y = 9 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 + 4 3 x ) (I) 5x -4y = -35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( 9 + 4 3 x ) = -35
5x - 16 3 x -36 = -35
- 1 3 x -36 = -35 |⋅ 3
3( - 1 3 x -36 ) = -105
-x -108 = -105 | +108
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 + 4 3 ( -3 )

= 9 -4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -19 )+3y = -3x (I)
3x -4y = x -16 (II)

Lösung einblenden

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

2( x -19 )+3y = -3x (I)
3x -4y = x -16 (II)
2x -38 +3y = -3x | + 38 +3x (I)
3x -4y = x -16 | -x (II)
5x +3y = 38 (I) 2x -4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = 38
3y +5x = 38 | -5x
3y = 38 -5x |:3
y = 38 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 38 3 - 5 3 x ) (I) 2x -4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 38 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( 38 3 - 5 3 x ) = -16
2x + 20 3 x - 152 3 = -16
26 3 x - 152 3 = -16 |⋅ 3
3( 26 3 x - 152 3 ) = -48
26x -152 = -48 | +152
26x = 104 |:26
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 38 3 - 5 3 4

= 38 3 - 20 3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

3x +5y = ?

2x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

3x +5y = -6 +20 = 14

2x +5y = -4 +20 = 16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +5y = 14

2x +5y = 16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +y = 11 (I) -4x +5y = 13 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 11 (I) -4x +5y = 13 (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 = 11
y +2x = 11 | -2x
y = 11 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 -2x ) (I) -4x +5y = 13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( 11 -2x ) = 13
-4x -10x +55 = 13
-14x +55 = 13 | -55
-14x = -42 |:(-14 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -23

= 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 293 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 164 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 +7y = 293 (I) 4x +4y = 164 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +7y = 293
7y +8x = 293 | -8x
7y = 293 -8x |:7
y = 293 7 - 8 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 293 7 - 8 7 x ) (I) 4x +4y = 164 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 293 7 - 8 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( 293 7 - 8 7 x ) = 164
4x - 32 7 x + 1172 7 = 164
- 4 7 x + 1172 7 = 164 |⋅ 7
7( - 4 7 x + 1172 7 ) = 1148
-4x +1172 = 1148 | -1172
-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 293 7 - 8 7 6

= 293 7 - 48 7

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (6|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35