Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = -8 .

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 -40 = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x -40 = -8
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-4)
denn 1⋅( - 7 ) -2( - 4 ) = -7 +8 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-5)
denn 1⋅( - 9 ) -2( - 5 ) = -9 +10 = 1

Oder : (-5|-3)
denn 1⋅( - 5 ) -2( - 3 ) = -5 +6 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -18 (I) -3x +2y = -16 (II)

Lösung einblenden
-3x = -18 (I) -3x +2y = -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:

-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) -3x +2y = -16 (II)

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

-3 · 6 +2y = -16
-18 +2y = -16
2y -18 = -16 | +18
2y = 2 |:2
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · ( -2 +2x ) = 9
-x -4x +4 = 9
-5x +4 = 9 | -4
-5x = 5 |:(-5 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +2( -1 )

= -2 -2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 23 (I) 2x +5y = 13 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 23 (I) 2x +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:

-3x + y = 23
y -3x = 23 | +3x
y = 23 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 +3x ) (I) 2x +5y = 13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 23 +3x ) = 13
2x +15x +115 = 13
17x +115 = 13 | -115
17x = -102 |:17
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 +3( -6 )

= 23 -18

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 3 5 y = 33 5 (I) x + 1 2 y = - 11 2 (II)

Lösung einblenden
-x + 3 5 y = 33 5 (I) x + 1 2 y = - 11 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 + 1 2 y = - 11 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = -11
2x + y = -11 | - y
2x = -11 - y |:2
x = - 11 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

-x + 3 5 y = 33 5 (I) x = ( - 11 2 - 1 2 y ) (II)

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

-1 · ( - 11 2 - 1 2 y ) + 3 5 y = 33 5
1 2 y + 11 2 + 3 5 y = 33 5
11 10 y + 11 2 = 33 5 |⋅ 10
10( 11 10 y + 11 2 ) = 66
11y +55 = 66 | -55
11y = 11 |:11
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 11 2 - 1 2 1

= - 11 2 - 1 2

= -5,5 -0,5

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 -5y = ?

-7x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = 4 +10 = 14

-7x -10y = 7 +20 = 27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = 14

-7x -10y = 27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
9x +3y = 6 (I) -3x -y = -2 (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 = -2
-y -3x = -2 | +3x
-y = -2 +3x |:(-1 )
y = 2 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

9x + 3 · ( 2 -3x ) = 6
9x -9x +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 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 4 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 123 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 8 Halogenleuchten zusammen 248 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:

3x +4y = 123 (I) 8x +8y = 248 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 123
4y +3x = 123 | -3x
4y = 123 -3x |:4
y = 123 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 123 4 - 3 4 x ) (I) 8x +8y = 248 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 123 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 8 · ( 123 4 - 3 4 x ) = 248
8x -6x +246 = 248
2x +246 = 248 | -246
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 123 4 - 3 4 1

= 123 4 - 3 4

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (1|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30