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 +2y = -5 .

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 +25 = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x +25 = -5
5x +10 = -5 | -10
5x = -15 |:5
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|0)
denn -5⋅0 -50 = 0 +0 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|5)
denn -5⋅( - 5 ) -55 = 25 -25 = 0

Oder : (5|-5)
denn -5⋅5 -5( - 5 ) = -25 +25 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 9 (I) 4x +y = -18 (II)

Lösung einblenden
-3x = 9 (I) 4x +y = -18 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

x = -3 (I) 4x +y = -18 (II)

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

4 · ( -3 ) + y = -18
-12 + y = -18
y -12 = -18 | +12
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -2 -2y ) +3y = -9
-6y -6 +3y = -9
-3y -6 = -9 | +6
-3y = -3 |:(-3 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -21

= -2 -2

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -4y = 4
-4y -3x = 4 | +3x
-4y = 4 +3x |:(-4 )
y = -1 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 4 · ( -1 - 3 4 x ) = 0
2x -3x -4 = 0
-x -4 = 0 | +4
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 3 4 ( -4 )

= -1 +3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

0 = x +3( -2 + y) (I)
5( x +5 )-2y = 4 (II)
0 = x -6 +3y | -x -3y (I)
5x +25 -2y = 4 | -25 (II)
-x -3y = -6 (I) 5x -2y = -21 (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 -3y = -6 | +3y
-x = -6 +3y |:(-1 )
x = 6 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -3y ) (I) 5x -2y = -21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 6 -3y ) -2y = -21
-15y +30 -2y = -21
-17y +30 = -21 | -30
-17y = -51 |:(-17 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -33

= 6 -9

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

5x +2y = ?

4x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

5x +2y = -25 +8 = -17

4x -1y = -20 -4 = -24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = -17

4x -1y = -24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -4y = -15 (I) x +5y = 19 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -15 (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

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = -15 (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:

-1 · ( 19 -5y ) -4y = -15
5y -19 -4y = -15
y -19 = -15 | +19
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -54

= 19 -20

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 176 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 192 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:

4x +4y = 176 (I) 8x +4y = 192 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = 176
4y +4x = 176 | -4x
4y = 176 -4x |:4
y = 44 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 44 - x ) (I) 8x +4y = 192 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 44 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 4 · ( 44 - x ) = 192
8x -4x +176 = 192
4x +176 = 192 | -176
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 44 - 4

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (4|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40