Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -18 .

Bestimme x so, dass (x|-6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-5x -2( -6 ) = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -2( -6 ) = -18
-5x +12 = -18 | -12
-5x = -30 |:(-5 )
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = -22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|4)
denn -2⋅5 -34 = -10 -12 = -22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|6)
denn -2⋅2 -36 = -4 -18 = -22

Oder : (8|2)
denn -2⋅8 -32 = -16 -6 = -22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = -5 (I) +y = 5 (II)

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

4x + 3 · 5 = -5
4x +15 = -5 | -15
4x = -20 |:4
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 25 (I) x +3y = 20 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 25 (I) x +3y = 20 (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 = 20 | -3y
x = 20 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 25 (I) x = ( 20 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 20 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 20 -3y ) +4y = 25
-3y +20 +4y = 25
y +20 = 25 | -20
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -35

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x -2y = 4 (I) 2x +4y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 4 · ( -2 + 3 2 x ) = 8
2x +6x -8 = 8
8x -8 = 8 | +8
8x = 16 |:8
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 3 2 2

= -2 +3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -9 + y) = 2x (I)
5 = 3( -x +4 )-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:

3( -9 + y) = 2x (I)
5 = 3( -x +4 )-5y (II)
-27 +3y = 2x | + 27 -2x (I)
5 = -3x +12 -5y | -5 +3x +5y (II)
-2x +3y = 27 (I) 3x +5y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = 27
3y -2x = 27 | +2x
3y = 27 +2x |:3
y = 9 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 + 2 3 x ) (I) 3x +5y = 7 (II)

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

3x + 5 · ( 9 + 2 3 x ) = 7
3x + 10 3 x +45 = 7
19 3 x +45 = 7 |⋅ 3
3( 19 3 x +45 ) = 21
19x +135 = 21 | -135
19x = -114 |:19
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 + 2 3 ( -6 )

= 9 -4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 4 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 = ?

4x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

3x -3y = 6 -12 = -6

4x -5y = 8 -20 = -12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -3y = -6

4x -5y = -12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +5y = 4 (I) -4x +5y = 16 (II)

Lösung einblenden
-x +5y = 4 (I) -4x +5y = 16 (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 +5y = 4 | -5y
-x = 4 -5y |:(-1 )
x = -4 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -4 +5y ) (I) -4x +5y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -4 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -4 +5y ) +5y = 16
-20y +16 +5y = 16
-15y +16 = 16 | -16
-15y = 0 |:(-15 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +5( 0 )

= -4 +0

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 132 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 5 Halogenleuchten zusammen 87 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 = 132 (I) 3x +5y = 87 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +8y = 132
8y +3x = 132 | -3x
8y = 132 -3x |:8
y = 33 2 - 3 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 2 - 3 8 x ) (I) 3x +5y = 87 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 2 - 3 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( 33 2 - 3 8 x ) = 87
3x - 15 8 x + 165 2 = 87
9 8 x + 165 2 = 87 |⋅ 8
8( 9 8 x + 165 2 ) = 696
9x +660 = 696 | -660
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 2 - 3 8 4

= 33 2 - 3 2

= 16,5 -1,5

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (4|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 4

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15