Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x + y = -6 .

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

Lösung einblenden

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

-6 + y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-6 + y = -6
-6 + y = -6
y -6 = -6 | +6
y = 0

Die Lösung ist somit: (6|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = -30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|0)
denn 5⋅( - 6 ) +10 = -30 +0 = -30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-5)
denn 5⋅( - 5 ) +1( - 5 ) = -25 -5 = -30

Oder : (-7|5)
denn 5⋅( - 7 ) +15 = -35 +5 = -30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = -16 (I) x +3y = -9 (II)

Lösung einblenden
+4y = -16 (I) x +3y = -9 (II)

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

4y = -16 |:4
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

+y = -4 (I) x +3y = -9 (II)

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

x + 3 · ( -4 ) = -9
x -12 = -9 | +12
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -3 (I) x +2y = 1 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -3 (I) x = ( 1 -2y ) (II)

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

-1 · ( 1 -2y ) - y = -3
-1 +2y - y = -3
y -1 = -3 | +1
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -2( -2 )

= 1 +4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 1 (I) -3x +3y = 3 (II)

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

-2x + y = 1
y -2x = 1 | +2x
y = 1 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 +2x ) (I) -3x +3y = 3 (II)

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

-3x + 3 · ( 1 +2x ) = 3
-3x +3 +6x = 3
3x +3 = 3 | -3
3x = 0 |:3
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +20

= 1 +0

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x - 2 5 y = 17 5 (I) - 1 4 x -y = 5 2 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x - 2 5 y = 17 5 (I) - 1 4 x -y = 5 2 (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:

- 1 4 x - y = 5 2
-y - 1 4 x = 5 2 |⋅ 4
4( -y - 1 4 x) = 10
-4y - x = 10 | + x
-4y = 10 + x |:(-4 )
y = - 5 2 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x - 2 5 y = 17 5 (I) +y = ( - 5 2 - 1 4 x ) (II)

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

- 1 2 x - 2 5 · ( - 5 2 - 1 4 x ) = 17 5
- 1 2 x +1 + 1 10 x = 17 5
- 2 5 x +1 = 17 5 |⋅ 5
5( - 2 5 x +1 ) = 17
-2x +5 = 17 | -5
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 2 - 1 4 ( -6 )

= - 5 2 + 3 2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-2x -3y = ?

-3x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-2x -3y = -6 +15 = 9

-3x -7y = -9 +35 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = 9

-3x -7y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -4y = -12 (I) -5x -4y = 15 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = -12 (I) -5x -4y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = -12
-4y +4x = -12 | -4x
-4y = -12 -4x |:(-4 )
y = 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 + x ) (I) -5x -4y = 15 (II)

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

-5x -4 · ( 3 + x ) = 15
-5x -12 -4x = 15
-9x -12 = 15 | +12
-9x = 27 |:(-9 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 9 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 144 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 123 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 +9y = 144 (I) 6x +7y = 123 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +9y = 144
9y +3x = 144 | -3x
9y = 144 -3x |:9
y = 16 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 - 1 3 x ) (I) 6x +7y = 123 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 7 · ( 16 - 1 3 x ) = 123
6x +112 - 7 3 x = 123
11 3 x +112 = 123 |⋅ 3
3( 11 3 x +112 ) = 369
11x +336 = 369 | -336
11x = 33 |:11
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 - 1 3 3

= 16 -1

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (3|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 3

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15