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 +4y = 30 .

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

Lösung einblenden

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

32 +4y = 30

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

32 +4y = 30
6 +4y = 30
4y +6 = 30 | -6
4y = 24 |:4
y = 6

Die Lösung ist somit: (2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-2)
denn -2⋅7 +1( - 2 ) = -14 -2 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|0)
denn -2⋅8 +10 = -16 +0 = -16

Oder : (6|-4)
denn -2⋅6 +1( - 4 ) = -12 -4 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -12 (I) 4x -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
-3x = -12 (I) 4x -2y = 12 (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 = -12 |:(-3 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) 4x -2y = 12 (II)

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

4 · 4 -2y = 12
16 -2y = 12
-2y +16 = 12 | -16
-2y = -4 |:(-2 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 23 (I) 3x +4y = -22 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 23 (I) 3x +4y = -22 (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:

-4x + y = 23
y -4x = 23 | +4x
y = 23 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 +4x ) (I) 3x +4y = -22 (II)

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

3x + 4 · ( 23 +4x ) = -22
3x +16x +92 = -22
19x +92 = -22 | -92
19x = -114 |:19
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 +4( -6 )

= 23 -24

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -15 (I) -5x +3y = 11 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -15 (I) -5x +3y = 11 (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 = -15
y +3x = -15 | -3x
y = -15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -15 -3x ) (I) -5x +3y = 11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -15 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( -15 -3x ) = 11
-5x -9x -45 = 11
-14x -45 = 11 | +45
-14x = 56 |:(-14 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3( -4 )

= -15 +12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x +2y = - 6 5 (I) 3x +y = -9 (II)

Lösung einblenden
2 5 x +2y = - 6 5 (I) 3x +y = -9 (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 = -9
y +3x = -9 | -3x
y = -9 -3x

Als neues LGS erhält man so:

2 5 x +2y = - 6 5 (I) +y = ( -9 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -9 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 5 x + 2 · ( -9 -3x ) = - 6 5
2 5 x -6x -18 = - 6 5
- 28 5 x -18 = - 6 5 |⋅ 5
5( - 28 5 x -18 ) = -6
-28x -90 = -6 | +90
-28x = 84 |:(-28 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -3( -3 )

= -9 +9

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = -3 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 +1y = ?

-4x +2y = ?

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

-1x +1y = 3 -3 = 0

-4x +2y = 12 -6 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +1y = 0

-4x +2y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +y = -14 (I) x -5y = -26 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -14 (I) x -5y = -26 (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 -5y = -26 | +5y
x = -26 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-5x +y = -14 (I) x = ( -26 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -26 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -26 +5y ) + y = -14
-25y +130 + y = -14
-24y +130 = -14 | -130
-24y = -144 |:(-24 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -26 +56

= -26 +30

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 218 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 9 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 258 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:

9x +5y = 218 (I) 9x +6y = 258 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +5y = 218
5y +9x = 218 | -9x
5y = 218 -9x |:5
y = 218 5 - 9 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 218 5 - 9 5 x ) (I) 9x +6y = 258 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 218 5 - 9 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

9x + 6 · ( 218 5 - 9 5 x ) = 258
9x - 54 5 x + 1308 5 = 258
- 9 5 x + 1308 5 = 258 |⋅ 5
5( - 9 5 x + 1308 5 ) = 1290
-9x +1308 = 1290 | -1308
-9x = -18 |:(-9 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 218 5 - 9 5 2

= 218 5 - 18 5

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (2|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 40