Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -3y = -12 .

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 -3y = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-32 -3y = -12
-6 -3y = -12
-3y -6 = -12 | +6
-3y = -6 |:(-3 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (2|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -3y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|7)
denn 5⋅1 -37 = 5 -21 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|2)
denn 5⋅( - 2 ) -32 = -10 -6 = -16

Oder : (4|12)
denn 5⋅4 -312 = 20 -36 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 28 (I) +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 28 (I) +2y = 8 (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 = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 28 (I) +y = 4 (II)

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

4x + 1 · 4 = 28
4x +4 = 28 | -4
4x = 24 |:4
x = 6

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: (6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = -5 (I) x +4y = -11 (II)

Lösung einblenden
x +y = -5 (I) x +4y = -11 (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 +4y = -11 | -4y
x = -11 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x +y = -5 (I) x = ( -11 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -11 -4y ) + y = -5
-11 -4y + y = -5
-3y -11 = -5 | +11
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -4( -2 )

= -11 +8

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = 7 (I) 4x -5y = -31 (II)

Lösung einblenden
-x +y = 7 (I) 4x -5y = -31 (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:

-x + y = 7
y - x = 7 | + x
y = 7 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 + x ) (I) 4x -5y = -31 (II)

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

4x -5 · ( 7 + x ) = -31
4x -35 -5x = -31
-x -35 = -31 | +35
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -8 +3y) = -2x +5y (I)
1 -5y = -x -5 - 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:

3( -8 +3y) = -2x +5y (I)
1 -5y = -x -5 - y (II)
-24 +9y = -2x +5y | + 24 +2x -5y (I)
1 -5y = -x -5 - y | -1 + x + y (II)
2x +4y = 24 (I) x -4y = -6 (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 -4y = -6 | +4y
x = -6 +4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 24 (I) x = ( -6 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -6 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -6 +4y ) +4y = 24
-12 +8y +4y = 24
12y -12 = 24 | +12
12y = 36 |:12
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +43

= -6 +12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-2x +3y = ?

-4x +8y = ?

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

-2x +3y = -10 -9 = -19

-4x +8y = -20 -24 = -44

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +3y = -19

-4x +8y = -44

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +4y = 14 (I) 5x +5y = 25 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 14 (I) 5x +5y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 14
4y -2x = 14 | +2x
4y = 14 +2x |:4
y = 7 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 1 2 x ) (I) 5x +5y = 25 (II)

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

5x + 5 · ( 7 2 + 1 2 x ) = 25
5x + 35 2 + 5 2 x = 25
15 2 x + 35 2 = 25 |⋅ 2
2( 15 2 x + 35 2 ) = 50
15x +35 = 50 | -35
15x = 15 |:15
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 1 2 1

= 7 2 + 1 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 7 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 242 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 7 LED-Leuchtmittel und 6 Halogenleuchten zusammen 192 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 +8y = 242 (I) 7x +6y = 192 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x +8y = 242
8y +7x = 242 | -7x
8y = 242 -7x |:8
y = 121 4 - 7 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 121 4 - 7 8 x ) (I) 7x +6y = 192 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 121 4 - 7 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x + 6 · ( 121 4 - 7 8 x ) = 192
7x + 363 2 - 21 4 x = 192
7 4 x + 363 2 = 192 |⋅ 4
4( 7 4 x + 363 2 ) = 768
7x +726 = 768 | -726
7x = 42 |:7
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 121 4 - 7 8 6

= 121 4 - 21 4

= 25

also

y = 25

Die Lösung des LGS ist damit: (6|25)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 6

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 25