Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -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 +35 = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x +35 = -5
5x +15 = -5 | -15
5x = -20 |:5
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|1)
denn 2⋅0 -51 = 0 -5 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-1)
denn 2⋅( - 5 ) -5( - 1 ) = -10 +5 = -5

Oder : (5|3)
denn 2⋅5 -53 = 10 -15 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = 18 (I) +y = 5 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 5


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

-x + 3 · 5 = 18
-x +15 = 18 | -15
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +4y = -4 (I) 3x +y = -16 (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:

3x + y = -16
y +3x = -16 | -3x
y = -16 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -16 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( -16 -3x ) = -4
2x -12x -64 = -4
-10x -64 = -4 | +64
-10x = 60 |:(-10 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 -3( -6 )

= -16 +18

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -2y = 2 (I) 2x +3y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -2 )

= -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x +y = 3 (I) 1 5 x +y = 1 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x +y = 3 (I) 1 5 x +y = 1 5 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x +y = 3 (I) +y = ( 1 5 - 1 5 x ) (II)

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

- 1 2 x + 1 · ( 1 5 - 1 5 x ) = 3
- 1 2 x - 1 5 x + 1 5 = 3
- 7 10 x + 1 5 = 3 |⋅ 10
10( - 7 10 x + 1 5 ) = 30
-7x +2 = 30 | -2
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 5 - 1 5 ( -4 )

= 1 5 + 4 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 -4y = ?

-6x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -4y = 5 -16 = -11

-6x -3y = 6 -12 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -4y = -11

-6x -3y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -2y = -11 (I) 5x -5y = -20 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = -11 (I) 5x -5y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = -11
-2y +5x = -11 | -5x
-2y = -11 -5x |:(-2 )
y = 11 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 2 + 5 2 x ) (I) 5x -5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( 11 2 + 5 2 x ) = -20
5x - 25 2 x - 55 2 = -20
- 15 2 x - 55 2 = -20 |⋅ 2
2( - 15 2 x - 55 2 ) = -40
-15x -55 = -40 | +55
-15x = 15 |:(-15 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 2 + 5 2 ( -1 )

= 11 2 - 5 2

= 5,5 -2,5

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 120 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 195 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 = 120 (I) 4x +7y = 195 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = 120
4y +4x = 120 | -4x
4y = 120 -4x |:4
y = 30 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 30 - x ) (I) 4x +7y = 195 (II)

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

4x + 7 · ( 30 - x ) = 195
4x -7x +210 = 195
-3x +210 = 195 | -210
-3x = -15 |:(-3 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 30 - 5

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (5|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25