Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-42 +4y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-42 +4y = -4
-8 +4y = -4
4y -8 = -4 | +8
4y = 4 |:4
y = 1

Die Lösung ist somit: (2|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|5)
denn 5⋅( - 1 ) +35 = -5 +15 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|0)
denn 5⋅2 +30 = 10 +0 = 10

Oder : (-4|10)
denn 5⋅( - 4 ) +310 = -20 +30 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = -23 (I) 3x = -3 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = -23 (I) 3x = -3 (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 = -3 |:3
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

3x +4y = -23 (I) x = -1 (II)

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

3 · ( -1 ) +4y = -23
-3 +4y = -23
4y -3 = -23 | +3
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -18 (I) x +3y = -10 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -18 (I) x +3y = -10 (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 +3y = -10 | -3y
x = -10 -3y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -18 (I) x = ( -10 -3y ) (II)

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

4 · ( -10 -3y ) + y = -18
-12y -40 + y = -18
-11y -40 = -18 | +40
-11y = 22 |:(-11 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -3( -2 )

= -10 +6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = 24 (I) x -4y = 23 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 24 (I) x -4y = 23 (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 -4y = 23 | +4y
x = 23 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -3y = 24 (I) x = ( 23 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 23 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 23 +4y ) -3y = 24
12y +69 -3y = 24
9y +69 = 24 | -69
9y = -45 |:9
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 23 +4( -5 )

= 23 -20

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( x +9 ) - y = 3y (I)
-x +11 = -2y (II)

Lösung einblenden

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

-2( x +9 ) - y = 3y (I)
-x +11 = -2y (II)
-2x -18 - y = 3y | + 18 -3y (I)
-x +11 = -2y | -11 +2y (II)
-2x -4y = 18 (I) -x +2y = -11 (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 = -11 | -2y
-x = -11 -2y |:(-1 )
x = 11 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 18 (I) x = ( 11 +2y ) (II)

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

-2 · ( 11 +2y ) -4y = 18
-4y -22 -4y = 18
-8y -22 = 18 | +22
-8y = 40 |:(-8 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 +2( -5 )

= 11 -10

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-1x -3y = ?

1x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -3y = -3 -15 = -18

1x +6y = 3 +30 = 33

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -18

1x +6y = 33

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x -3y = -3 (I) -3x -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
-5x -3y = -3 (I) -3x -3y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 5 3 x ) (I) -3x -3y = -9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 1 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -3 · ( 1 - 5 3 x ) = -9
-3x +5x -3 = -9
2x -3 = -9 | +3
2x = -6 |:2
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 5 3 ( -3 )

= 1 +5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 8 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 124 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 138 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:

8x +5y = 124 (I) 6x +6y = 138 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +5y = 124
5y +8x = 124 | -8x
5y = 124 -8x |:5
y = 124 5 - 8 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 124 5 - 8 5 x ) (I) 6x +6y = 138 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 124 5 - 8 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 6 · ( 124 5 - 8 5 x ) = 138
6x - 48 5 x + 744 5 = 138
- 18 5 x + 744 5 = 138 |⋅ 5
5( - 18 5 x + 744 5 ) = 690
-18x +744 = 690 | -744
-18x = -54 |:(-18 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 124 5 - 8 5 3

= 124 5 - 24 5

= 20

also

y = 20

Die Lösung des LGS ist damit: (3|20)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 20