Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

5( -1 ) -2y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -1 ) -2y = -3
-5 -2y = -3
-2y -5 = -3 | +5
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|7)
denn 3⋅0 -57 = 0 -35 = -35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|4)
denn 3⋅( - 5 ) -54 = -15 -20 = -35

Oder : (5|10)
denn 3⋅5 -510 = 15 -50 = -35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 5 (I) -2x = -4 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 5 (I) -2x = -4 (II)

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

-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 2 + y = 5
6 + y = 5
y +6 = 5 | -6
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = -22 (I) 3x +y = -12 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = -22 (I) 3x +y = -12 (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:

3x + y = -12
y +3x = -12 | -3x
y = -12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = -22 (I) +y = ( -12 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -12 -3x ) = -22
2x +48 +12x = -22
14x +48 = -22 | -48
14x = -70 |:14
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 -3( -5 )

= -12 +15

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = 2 (I) -4x +4y = -24 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 2 (I) -4x +4y = -24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = 2
-2y -3x = 2 | +3x
-2y = 2 +3x |:(-2 )
y = -1 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - 3 2 x ) (I) -4x +4y = -24 (II)

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

-4x + 4 · ( -1 - 3 2 x ) = -24
-4x -4 -6x = -24
-10x -4 = -24 | +4
-10x = -20 |:(-10 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 3 2 2

= -1 -3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 4 x - 3 4 y = - 9 4 (I) -x + 1 2 y = - 15 2 (II)

Lösung einblenden
- 3 4 x - 3 4 y = - 9 4 (I) -x + 1 2 y = - 15 2 (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 + 1 2 y = - 15 2 |⋅ 2
2( -x + 1 2 y) = -15
-2x + y = -15 | - y
-2x = -15 - y |:(-2 )
x = 15 2 + 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 4 x - 3 4 y = - 9 4 (I) x = ( 15 2 + 1 2 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 15 2 + 1 2 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 3 4 · ( 15 2 + 1 2 y ) - 3 4 y = - 9 4
- 45 8 - 3 8 y - 3 4 y = - 9 4
- 9 8 y - 45 8 = - 9 4 |⋅ 8
8( - 9 8 y - 45 8 ) = -18
-9y -45 = -18 | +45
-9y = 27 |:(-9 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 2 + 1 2 ( -3 )

= 15 2 - 3 2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-1x +5y = ?

-3x +13y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x +5y = 2 +25 = 27

-3x +13y = 6 +65 = 71

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +5y = 27

-3x +13y = 71

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +6y = -7 (I) 2x -3y = 2 (II)

Lösung einblenden
-4x +6y = -7 (I) 2x -3y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +6y = -7
6y -4x = -7 | +4x
6y = -7 +4x |:6
y = - 7 6 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 6 + 2 3 x ) (I) 2x -3y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 6 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( - 7 6 + 2 3 x ) = 2
2x + 7 2 -2x = 2
7 2 = 2 | - 7 2
0 = - 3 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 5 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 6 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 215 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 5 LED-Leuchtmittel und 3 Halogenleuchten zusammen 110 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:

5x +6y = 215 (I) 5x +3y = 110 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +6y = 215
6y +5x = 215 | -5x
6y = 215 -5x |:6
y = 215 6 - 5 6 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 215 6 - 5 6 x ) (I) 5x +3y = 110 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 215 6 - 5 6 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 215 6 - 5 6 x ) = 110
5x + 215 2 - 5 2 x = 110
5 2 x + 215 2 = 110 |⋅ 2
2( 5 2 x + 215 2 ) = 220
5x +215 = 220 | -215
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 215 6 - 5 6 1

= 215 6 - 5 6

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (1|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

Stromverbrauch einer LED (x-Wert): 1

Stromverbrauch einer Halogenlampe (y-Wert): 35