Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 40 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-5( -7 ) - y = 40

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -7 ) - y = 40
35 - y = 40
-y +35 = 40 | -35
-y = 5 |:(-1 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (-7|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-2)
denn 4⋅1 -3( - 2 ) = 4 +6 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-6)
denn 4⋅( - 2 ) -3( - 6 ) = -8 +18 = 10

Oder : (4|2)
denn 4⋅4 -32 = 16 -6 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 2 (I) x +4y = -23 (II)

Lösung einblenden
2x = 2 (I) x +4y = -23 (II)

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

2x = 2 |:2
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) x +4y = -23 (II)

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

1 · 1 +4y = -23
1 +4y = -23
4y +1 = -23 | -1
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -14 (I) -4x +y = -21 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -14 (I) -4x +y = -21 (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:

-4x + y = -21
y -4x = -21 | +4x
y = -21 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = -14 (I) +y = ( -21 +4x ) (II)

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

-x + 2 · ( -21 +4x ) = -14
-x -42 +8x = -14
7x -42 = -14 | +42
7x = 28 |:7
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -21 +44

= -21 +16

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -35 (I) 5x +5y = 0 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -35 (I) 5x +5y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -35
3y -4x = -35 | +4x
3y = -35 +4x |:3
y = - 35 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 35 3 + 4 3 x ) (I) 5x +5y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 35 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( - 35 3 + 4 3 x ) = 0
5x - 175 3 + 20 3 x = 0
35 3 x - 175 3 = 0 |⋅ 3
3( 35 3 x - 175 3 ) = 0
35x -175 = 0 | +175
35x = 175 |:35
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 35 3 + 4 3 5

= - 35 3 + 20 3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x + 2 5 y = - 12 5 (I) x - 3 2 y = 8 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x + 2 5 y = - 12 5 (I) x - 3 2 y = 8 (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 - 3 2 y = 8 |⋅ 2
2( x - 3 2 y) = 16
2x -3y = 16 | +3y
2x = 16 +3y |:2
x = 8 + 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 2 5 x + 2 5 y = - 12 5 (I) x = ( 8 + 3 2 y ) (II)

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

- 2 5 · ( 8 + 3 2 y ) + 2 5 y = - 12 5
- 16 5 - 3 5 y + 2 5 y = - 12 5
- 1 5 y - 16 5 = - 12 5 |⋅ 5
5( - 1 5 y - 16 5 ) = -12
-y -16 = -12 | +16
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 + 3 2 ( -4 )

= 8 -6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

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 -5y = ?

-2x -4y = ?

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

-3x -5y = -6 -20 = -26

-2x -4y = -4 -16 = -20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = -26

-2x -4y = -20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x +8y = -7 (I) 3x -4y = 3 (II)

Lösung einblenden
-6x +8y = -7 (I) 3x -4y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x +8y = -7
8y -6x = -7 | +6x
8y = -7 +6x |:8
y = - 7 8 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 8 + 3 4 x ) (I) 3x -4y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 8 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( - 7 8 + 3 4 x ) = 3
3x + 7 2 -3x = 3
7 2 = 3 | - 7 2
0 = - 1 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 3 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 8 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 135 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 6 LED-Leuchtmittel und 9 Halogenleuchten zusammen 165 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 = 135 (I) 6x +9y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +8y = 135
8y +3x = 135 | -3x
8y = 135 -3x |:8
y = 135 8 - 3 8 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 135 8 - 3 8 x ) (I) 6x +9y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 135 8 - 3 8 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x + 9 · ( 135 8 - 3 8 x ) = 165
6x + 1215 8 - 27 8 x = 165
21 8 x + 1215 8 = 165 |⋅ 8
8( 21 8 x + 1215 8 ) = 1320
21x +1215 = 1320 | -1215
21x = 105 |:21
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 135 8 - 3 8 5

= 135 8 - 15 8

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (5|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 5

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15