Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 16 .

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 = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-42 +4y = 16
-8 +4y = 16
4y -8 = 16 | +8
4y = 24 |:4
y = 6

Die Lösung ist somit: (2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|3)
denn -4⋅1 +13 = -4 +3 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|7)
denn -4⋅2 +17 = -8 +7 = -1

Oder : (0|-1)
denn -4⋅0 +1( - 1 ) = 0 -1 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -7 (I) +2y = -4 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -7 (I) +2y = -4 (II)

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

2y = -4 |:2
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 2 · ( -2 ) = -7
-x -4 = -7 | +4
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( 5 +2y ) +2y = -2
-8y -20 +2y = -2
-6y -20 = -2 | +20
-6y = 18 |:(-6 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +2( -3 )

= 5 -6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = 34 (I) -5x +5y = 40 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 34 (I) -5x +5y = 40 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 34
5y -2x = 34 | +2x
5y = 34 +2x |:5
y = 34 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 34 5 + 2 5 x ) (I) -5x +5y = 40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 34 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 5 · ( 34 5 + 2 5 x ) = 40
-5x +2x +34 = 40
-3x +34 = 40 | -34
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 34 5 + 2 5 ( -2 )

= 34 5 - 4 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -3x +5 ) = 2( -2x + y) (I)
0 = -5( x +1 )+5y (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( -3x +5 ) = 2( -2x + y) (I)
0 = -5( x +1 )+5y (II)
-6x +10 = -4x +2y | -10 +4x -2y (I)
0 = -5x -5 +5y | + 5x -5y (II)
-2x -2y = -10 (I) 5x -5y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -2y = -10
-2y -2x = -10 | +2x
-2y = -10 +2x |:(-2 )
y = 5 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x -5 · ( 5 - x ) = -5
5x +5x -25 = -5
10x -25 = -5 | +25
10x = 20 |:10
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 2

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-3x +3y = ?

-6x +8y = ?

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

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

-6x +8y = 12 -8 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +3y = 3

-6x +8y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +2y = 8 (I) -5x +4y = 25 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 8 (I) -5x +4y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 8
2y +2x = 8 | -2x
2y = 8 -2x |:2
y = 4 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x + 4 · ( 4 - x ) = 25
-5x -4x +16 = 25
-9x +16 = 25 | -16
-9x = 9 |:(-9 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - ( -1 )

= 4 +1

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 258 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 2 Halogenleuchten zusammen 96 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 +8y = 258 (I) 6x +2y = 96 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +8y = 258
8y +3x = 258 | -3x
8y = 258 -3x |:8
y = 129 4 - 3 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 129 4 - 3 8 x ) (I) 6x +2y = 96 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 129 4 - 3 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 2 · ( 129 4 - 3 8 x ) = 96
6x - 3 4 x + 129 2 = 96
21 4 x + 129 2 = 96 |⋅ 4
4( 21 4 x + 129 2 ) = 384
21x +258 = 384 | -258
21x = 126 |:21
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 129 4 - 3 8 6

= 129 4 - 9 4

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (6|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 30