Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = 6 .

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

Lösung einblenden

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

-2x -30 = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x -30 = 6
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x + y = 2 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-4)
denn -3⋅( - 2 ) +1( - 4 ) = 6 -4 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-1)
denn -3⋅( - 1 ) +1( - 1 ) = 3 -1 = 2

Oder : (-3|-7)
denn -3⋅( - 3 ) +1( - 7 ) = 9 -7 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+y = -2 (I) 3x -4y = 23 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -2


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

3x -4 · ( -2 ) = 23
3x +8 = 23 | -8
3x = 15 |:3
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -14 (I) 2x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -14 (I) 2x +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:

2x + y = 0
y +2x = 0 | -2x
y = -2x

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -14 (I) +y = -2 x (II)

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

-x + 3 · ( -2x ) = -14
-x -6x = -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 = -22

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = -5 (I) 4x +4y = -32 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -5 (I) 4x +4y = -32 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = -5
5y -2x = -5 | +2x
5y = -5 +2x |:5
y = -1 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + 2 5 x ) (I) 4x +4y = -32 (II)

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

4x + 4 · ( -1 + 2 5 x ) = -32
4x + 8 5 x -4 = -32
28 5 x -4 = -32 |⋅ 5
5( 28 5 x -4 ) = -160
28x -20 = -160 | +20
28x = -140 |:28
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 2 5 ( -5 )

= -1 -2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 1 5 y = 2 (I) -x + 1 4 y = 17 4 (II)

Lösung einblenden
-x - 1 5 y = 2 (I) -x + 1 4 y = 17 4 (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 + 1 4 y = 17 4 |⋅ 4
4( -x + 1 4 y) = 17
-4x + y = 17 | - y
-4x = 17 - y |:(-4 )
x = - 17 4 + 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

-x - 1 5 y = 2 (I) x = ( - 17 4 + 1 4 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 17 4 + 1 4 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( - 17 4 + 1 4 y ) - 1 5 y = 2
- 1 4 y + 17 4 - 1 5 y = 2
- 9 20 y + 17 4 = 2 |⋅ 20
20( - 9 20 y + 17 4 ) = 40
-9y +85 = 40 | -85
-9y = -45 |:(-9 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 17 4 + 1 4 5

= - 17 4 + 5 4

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

1x +3y = ?

-1x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

1x +3y = -3 +3 = 0

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = 0

-1x -5y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -3y = 2 (I) 6x +9y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = 2 (I) 6x +9y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 2 3 - 2 3 x ) (I) 6x +9y = -6 (II)

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

6x + 9 · ( - 2 3 - 2 3 x ) = -6
6x -6x -6 = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 135 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 135 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 +7y = 135 (I) 3x +8y = 135 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 135
7y +6x = 135 | -6x
7y = 135 -6x |:7
y = 135 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 135 7 - 6 7 x ) (I) 3x +8y = 135 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 135 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 8 · ( 135 7 - 6 7 x ) = 135
3x - 48 7 x + 1080 7 = 135
- 27 7 x + 1080 7 = 135 |⋅ 7
7( - 27 7 x + 1080 7 ) = 945
-27x +1080 = 945 | -1080
-27x = -135 |:(-27 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 135 7 - 6 7 5

= 135 7 - 30 7

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (5|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15