Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-25 - y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-25 - y = -5
-10 - y = -5
-y -10 = -5 | +10
-y = 5 |:(-1 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (5|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -3y = 9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|3)
denn -3⋅( - 6 ) -33 = 18 -9 = 9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|6)
denn -3⋅( - 9 ) -36 = 27 -18 = 9

Oder : (-3|0)
denn -3⋅( - 3 ) -30 = 9 +0 = 9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -16 (I) x +4y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x = -16 (I) x +4y = 16 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) x +4y = 16 (II)

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

1 · 4 +4y = 16
4 +4y = 16
4y +4 = 16 | -4
4y = 12 |:4
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 7 (I) -x -3y = 21 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 7 (I) -x -3y = 21 (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 = 21 | +3y
-x = 21 +3y |:(-1 )
x = -21 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = 7 (I) x = ( -21 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -21 -3y ) + y = 7
6y +42 + y = 7
7y +42 = 7 | -42
7y = -35 |:7
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 -3( -5 )

= -21 +15

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 10 (I) -3x +2y = 13 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 10 (I) -3x +2y = 13 (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 = 10
-y -4x = 10 | +4x
-y = 10 +4x |:(-1 )
y = -10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 -4x ) (I) -3x +2y = 13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 2 · ( -10 -4x ) = 13
-3x -8x -20 = 13
-11x -20 = 13 | +20
-11x = 33 |:(-11 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -4( -3 )

= -10 +12

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 2 3 y = - 5 3 (I) 3 5 x -3y = - 39 5 (II)

Lösung einblenden
x + 2 3 y = - 5 3 (I) 3 5 x -3y = - 39 5 (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 + 2 3 y = - 5 3 |⋅ 3
3( x + 2 3 y) = -5
3x +2y = -5 | -2y
3x = -5 -2y |:3
x = - 5 3 - 2 3 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 5 3 - 2 3 y ) (I) 3 5 x -3y = - 39 5 (II)

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

3 5 · ( - 5 3 - 2 3 y ) -3y = - 39 5
- 2 5 y -1 -3y = - 39 5
- 17 5 y -1 = - 39 5 |⋅ 5
5( - 17 5 y -1 ) = -39
-17y -5 = -39 | +5
-17y = -34 |:(-17 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 5 3 - 2 3 2

= - 5 3 - 4 3

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

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.:

-4x -1y = ?

-5x +2y = ?

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

-4x -1y = 12 +3 = 15

-5x +2y = 15 -6 = 9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = 15

-5x +2y = 9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -4y = -42 (I) 2x +3y = 6 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -42 (I) 2x +3y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = -42
-4y +3x = -42 | -3x
-4y = -42 -3x |:(-4 )
y = 21 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 21 2 + 3 4 x ) (I) 2x +3y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 21 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 21 2 + 3 4 x ) = 6
2x + 9 4 x + 63 2 = 6
17 4 x + 63 2 = 6 |⋅ 4
4( 17 4 x + 63 2 ) = 24
17x +126 = 24 | -126
17x = -102 |:17
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 2 + 3 4 ( -6 )

= 21 2 - 9 2

= 10,5 -4,5

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 5 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 210 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 350 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 +5y = 210 (I) 7x +9y = 350 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +5y = 210
5y +7x = 210 | -7x
5y = 210 -7x |:5
y = 42 - 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 42 - 7 5 x ) (I) 7x +9y = 350 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 42 - 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 9 · ( 42 - 7 5 x ) = 350
7x - 63 5 x +378 = 350
- 28 5 x +378 = 350 |⋅ 5
5( - 28 5 x +378 ) = 1750
-28x +1890 = 1750 | -1890
-28x = -140 |:(-28 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 42 - 7 5 5

= 42 -7

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (5|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35