Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-x + 3 = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x + 3 = 8
-x +3 = 8 | -3
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-6)
denn 2⋅( - 4 ) -5( - 6 ) = -8 +30 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-8)
denn 2⋅( - 9 ) -5( - 8 ) = -18 +40 = 22

Oder : (1|-4)
denn 2⋅1 -5( - 4 ) = 2 +20 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -25 (I) -3x = 15 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -25 (I) -3x = 15 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = -25 (I) x = -5 (II)

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

1 · ( -5 ) +4y = -25
-5 +4y = -25
4y -5 = -25 | +5
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = 7 (I) -3x +y = -10 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 7 (I) -3x +y = -10 (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 = -10
y -3x = -10 | +3x
y = -10 +3x

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = 7 (I) +y = ( -10 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -10 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -1 · ( -10 +3x ) = 7
2x -3x +10 = 7
-x +10 = 7 | -10
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 +33

= -10 +9

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 10 (I) -5x -y = 25 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 10 (I) -5x -y = 25 (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:

-5x - y = 25
-y -5x = 25 | +5x
-y = 25 +5x |:(-1 )
y = -25 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 10 (I) +y = ( -25 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -25 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -4 · ( -25 -5x ) = 10
-2x +20x +100 = 10
18x +100 = 10 | -100
18x = -90 |:18
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 -5( -5 )

= -25 +25

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 3 y = 8 3 (I) 1 2 x +y = 11 2 (II)

Lösung einblenden
x + 1 3 y = 8 3 (I) 1 2 x +y = 11 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:

1 2 x + y = 11 2
y + 1 2 x = 11 2 |⋅ 2
2( y + 1 2 x) = 11
2y + x = 11 | - x
2y = 11 - x |:2
y = 11 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

x + 1 3 y = 8 3 (I) +y = ( 11 2 - 1 2 x ) (II)

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

x + 1 3 · ( 11 2 - 1 2 x ) = 8 3
x - 1 6 x + 11 6 = 8 3
5 6 x + 11 6 = 8 3 |⋅ 6
6( 5 6 x + 11 6 ) = 16
5x +11 = 16 | -11
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 2 - 1 2 1

= 11 2 - 1 2

= 5,5 -0,5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|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.:

-3x +3y = ?

-5x +7y = ?

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

-3x +3y = -9 +6 = -3

-5x +7y = -15 +14 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +3y = -3

-5x +7y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +5y = 24 (I) -2x -3y = -14 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = 24 (I) -2x -3y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +5y = 24
5y +4x = 24 | -4x
5y = 24 -4x |:5
y = 24 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 24 5 - 4 5 x ) (I) -2x -3y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 24 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -3 · ( 24 5 - 4 5 x ) = -14
-2x + 12 5 x - 72 5 = -14
2 5 x - 72 5 = -14 |⋅ 5
5( 2 5 x - 72 5 ) = -70
2x -72 = -70 | +72
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 5 - 4 5 1

= 24 5 - 4 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 171 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 74 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:

7x +6y = 171 (I) 8x +2y = 74 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +6y = 171
6y +7x = 171 | -7x
6y = 171 -7x |:6
y = 57 2 - 7 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 57 2 - 7 6 x ) (I) 8x +2y = 74 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 57 2 - 7 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 2 · ( 57 2 - 7 6 x ) = 74
8x - 7 3 x +57 = 74
17 3 x +57 = 74 |⋅ 3
3( 17 3 x +57 ) = 222
17x +171 = 222 | -171
17x = 51 |:17
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 57 2 - 7 6 3

= 57 2 - 7 2

= 28,5 -3,5

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (3|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25