Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 10 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-3( -5 ) +5y = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -5 ) +5y = 10
15 +5y = 10
5y +15 = 10 | -15
5y = -5 |:5
y = -1

Die Lösung ist somit: (-5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = -9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|4)
denn 3⋅( - 7 ) +34 = -21 +12 = -9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|1)
denn 3⋅( - 4 ) +31 = -12 +3 = -9

Oder : (-10|7)
denn 3⋅( - 10 ) +37 = -30 +21 = -9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x = -2 (I) -4x -4y = -16 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · 2 -4y = -16
-8 -4y = -16
-4y -8 = -16 | +8
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 8 (I) -2x +3y = -13 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 8 (I) -2x +3y = -13 (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 -2y = 8 | +2y
x = 8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 +2y ) (I) -2x +3y = -13 (II)

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

-2 · ( 8 +2y ) +3y = -13
-4y -16 +3y = -13
-y -16 = -13 | +16
-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +2( -3 )

= 8 -6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = 6 (I) 2x +3y = 9 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = 6 (I) 2x +3y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +2y = 6
2y -4x = 6 | +4x
2y = 6 +4x |:2
y = 3 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 3 · ( 3 +2x ) = 9
2x +6x +9 = 9
8x +9 = 9 | -9
8x = 0 |:8
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +20

= 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 2( 2x -9 )-2y (I)
-5x +4y = -30 (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 = 2( 2x -9 )-2y (I)
-5x +4y = -30 (II)
0 = 4x -18 -2y | -4x +2y (I)
-5x +4y = -30 (II)
-4x +2y = -18 (I) -5x +4y = -30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +2y = -18
2y -4x = -18 | +4x
2y = -18 +4x |:2
y = -9 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 +2x ) (I) -5x +4y = -30 (II)

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

-5x + 4 · ( -9 +2x ) = -30
-5x +8x -36 = -30
3x -36 = -30 | +36
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 +22

= -9 +4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 2 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 +1y = ?

1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

4x +1y = -12 +2 = -10

1x -3y = -3 -6 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +1y = -10

1x -3y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -y = 16 (I) x -y = 7 (II)

Lösung einblenden
4x -y = 16 (I) x -y = 7 (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:

x - y = 7
-y + x = 7 | - x
-y = 7 - x |:(-1 )
y = -7 + x

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = 16 (I) +y = ( -7 + x ) (II)

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

4x -1 · ( -7 + x ) = 16
4x - x +7 = 16
3x +7 = 16 | -7
3x = 9 |:3
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 135 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 4 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 69 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:

5x +7y = 135 (I) 4x +3y = 69 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +7y = 135
7y +5x = 135 | -5x
7y = 135 -5x |:7
y = 135 7 - 5 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 135 7 - 5 7 x ) (I) 4x +3y = 69 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 135 7 - 5 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 3 · ( 135 7 - 5 7 x ) = 69
4x - 15 7 x + 405 7 = 69
13 7 x + 405 7 = 69 |⋅ 7
7( 13 7 x + 405 7 ) = 483
13x +405 = 483 | -405
13x = 78 |:13
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 135 7 - 5 7 6

= 135 7 - 30 7

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (6|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15