Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = 55 .

Bestimme x so, dass (x|4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 4 in die Gleichung ein und erhält:

-5x +54 = 55

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +54 = 55
-5x +20 = 55 | -20
-5x = 35 |:(-5 )
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|2)
denn -3⋅1 -42 = -3 -8 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|5)
denn -3⋅( - 3 ) -45 = 9 -20 = -11

Oder : (5|-1)
denn -3⋅5 -4( - 1 ) = -15 +4 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = -12 (I) +y = -5 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -5


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

4x + 4 · ( -5 ) = -12
4x -20 = -12 | +20
4x = 8 |:4
x = 2

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: (2|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -17 (I) 2x +4y = -18 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -17 (I) 2x +4y = -18 (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 = -17
y +3x = -17 | -3x
y = -17 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -17 -3x ) (I) 2x +4y = -18 (II)

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

2x + 4 · ( -17 -3x ) = -18
2x -12x -68 = -18
-10x -68 = -18 | +68
-10x = 50 |:(-10 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 -3( -5 )

= -17 +15

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -23 (I) -5x -4y = 24 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -23 (I) -5x -4y = 24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = -23
3y +5x = -23 | -5x
3y = -23 -5x |:3
y = - 23 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 23 3 - 5 3 x ) (I) -5x -4y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 23 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -4 · ( - 23 3 - 5 3 x ) = 24
-5x + 20 3 x + 92 3 = 24
5 3 x + 92 3 = 24 |⋅ 3
3( 5 3 x + 92 3 ) = 72
5x +92 = 72 | -92
5x = -20 |:5
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 23 3 - 5 3 ( -4 )

= - 23 3 + 20 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

-x -2y = 3 (I)
0 = -x + y | + x - y (II)
-x -2y = 3 (I) x -y = 0 (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:

x - y = 0
-y + x = 0 | - x
-y = -x |:(-1 )
y = x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · x = 3
-x -2x = 3
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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 +4y = ?

4x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

3x +4y = -9 +4 = -5

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = -5

4x +4y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +4y = 6 (I) -x +5y = 4 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 6 (I) -x +5y = 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 +5y = 4 | -5y
-x = 4 -5y |:(-1 )
x = -4 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 6 (I) x = ( -4 +5y ) (II)

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

2 · ( -4 +5y ) +4y = 6
10y -8 +4y = 6
14y -8 = 6 | +8
14y = 14 |:14
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +51

= -4 +5

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 4 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 233 Watt.
In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 114 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:

4x +9y = 233 (I) 7x +4y = 114 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +9y = 233
9y +4x = 233 | -4x
9y = 233 -4x |:9
y = 233 9 - 4 9 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 233 9 - 4 9 x ) (I) 7x +4y = 114 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 233 9 - 4 9 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 4 · ( 233 9 - 4 9 x ) = 114
7x - 16 9 x + 932 9 = 114
47 9 x + 932 9 = 114 |⋅ 9
9( 47 9 x + 932 9 ) = 1026
47x +932 = 1026 | -932
47x = 94 |:47
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 233 9 - 4 9 2

= 233 9 - 8 9

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (2|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 2

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25