Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = 7 .

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

35 +2y = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

35 +2y = 7
15 +2y = 7
2y +15 = 7 | -15
2y = -8 |:2
y = -4

Die Lösung ist somit: (5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-1)
denn -1⋅1 -2( - 1 ) = -1 +2 = 1

Oder : (5|-3)
denn -1⋅5 -2( - 3 ) = -5 +6 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +2y = 12 (I) -3y = -3 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-3y = -3 |:(-3 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = 12 (I) +y = 1 (II)

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

-2x + 2 · 1 = 12
-2x +2 = 12 | -2
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -13 (I) x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -13 (I) x +2y = 7 (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 = 7 | -2y
x = 7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -13 (I) x = ( 7 -2y ) (II)

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

1 · ( 7 -2y ) -3y = -13
7 -2y -3y = -13
-5y +7 = -13 | -7
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -24

= 7 -8

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = 2 (I) 5x -2y = -7 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 2 (I) 5x -2y = -7 (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 = 2
-y -3x = 2 | +3x
-y = 2 +3x |:(-1 )
y = -2 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x -2 · ( -2 -3x ) = -7
5x +4 +6x = -7
11x +4 = -7 | -4
11x = -11 |:11
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 -3( -1 )

= -2 +3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -x +5 )+3y = 0 (I)
x -26 + y = -5 +6y (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( -x +5 )+3y = 0 (I)
x -26 + y = -5 +6y (II)
-3x +15 +3y = 0 | -15 (I)
x -26 + y = -5 +6y | + 26 -6y (II)
-3x +3y = -15 (I) x -5y = 21 (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 = 21 | +5y
x = 21 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = -15 (I) x = ( 21 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 21 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 21 +5y ) +3y = -15
-63 -15y +3y = -15
-12y -63 = -15 | +63
-12y = 48 |:(-12 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 +5( -4 )

= 21 -20

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

4x -4y = ?

1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

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

1x +2y = -1 +4 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -4y = -12

1x +2y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 1 2 ( -6 )

= 1 -3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

In einem Raum brennen 9 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 114 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 8 LED-Leuchtmittel und 7 Halogenleuchten zusammen 113 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:

9x +7y = 114 (I) 8x +7y = 113 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +7y = 114
7y +9x = 114 | -9x
7y = 114 -9x |:7
y = 114 7 - 9 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 114 7 - 9 7 x ) (I) 8x +7y = 113 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 114 7 - 9 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

8x + 7 · ( 114 7 - 9 7 x ) = 113
8x +114 -9x = 113
-x +114 = 113 | -114
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 114 7 - 9 7 1

= 114 7 - 9 7

= 15

also

y = 15

Die Lösung des LGS ist damit: (1|15)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 15