Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = 25 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

37 -2y = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

37 -2y = 25
21 -2y = 25
-2y +21 = 25 | -21
-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (7|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-6)
denn 4⋅( - 5 ) -4( - 6 ) = -20 +24 = 4

Oder : (3|2)
denn 4⋅3 -42 = 12 -8 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = 2


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

-1 · 2 -4y = 10
-2 -4y = 10
-4y -2 = 10 | +2
-4y = 12 |:(-4 )
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -y = 5 (I) x +2y = -4 (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 = -4 | -2y
x = -4 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -4 -2y ) - y = 5
2y +4 - y = 5
y +4 = 5 | -4
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 -21

= -4 -2

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = -3
5y +3x = -3 | -3x
5y = -3 -3x |:5
y = - 3 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x + 2 · ( - 3 5 - 3 5 x ) = -5
5x - 6 5 x - 6 5 = -5
19 5 x - 6 5 = -5 |⋅ 5
5( 19 5 x - 6 5 ) = -25
19x -6 = -25 | +6
19x = -19 |:19
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 3 5 - 3 5 ( -1 )

= - 3 5 + 3 5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x - 1 2 y = - 27 10 (I) 3 4 x +y = 17 4 (II)

Lösung einblenden
1 5 x - 1 2 y = - 27 10 (I) 3 4 x +y = 17 4 (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:

3 4 x + y = 17 4
y + 3 4 x = 17 4 |⋅ 4
4( y + 3 4 x) = 17
4y +3x = 17 | -3x
4y = 17 -3x |:4
y = 17 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x - 1 2 y = - 27 10 (I) +y = ( 17 4 - 3 4 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 5 x - 1 2 · ( 17 4 - 3 4 x ) = - 27 10
1 5 x + 3 8 x - 17 8 = - 27 10
23 40 x - 17 8 = - 27 10 |⋅ 40
40( 23 40 x - 17 8 ) = -108
23x -85 = -108 | +85
23x = -23 |:23
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 4 - 3 4 ( -1 )

= 17 4 + 3 4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-1x +3y = ?

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

-4x +5y = -16 -5 = -21

-1x +3y = -4 -3 = -7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = -21

-1x +3y = -7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -2 +2y ) -6y = -9
6y -6 -6y = -9
-6 = -9 | +6
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 149 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 164 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 +7y = 149 (I) 8x +7y = 164 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +7y = 149
7y +3x = 149 | -3x
7y = 149 -3x |:7
y = 149 7 - 3 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 149 7 - 3 7 x ) (I) 8x +7y = 164 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 149 7 - 3 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 7 · ( 149 7 - 3 7 x ) = 164
8x -3x +149 = 164
5x +149 = 164 | -149
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 149 7 - 3 7 3

= 149 7 - 9 7

= 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