Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -5y = -10 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

5( -2 ) -5y = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -2 ) -5y = -10
-10 -5y = -10
-5y -10 = -10 | +10
-5y = 0 |:(-5 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-2|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-4)
denn -1⋅0 -5( - 4 ) = 0 +20 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-3)
denn -1⋅( - 5 ) -5( - 3 ) = 5 +15 = 20

Oder : (5|-5)
denn -1⋅5 -5( - 5 ) = -5 +25 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 18 (I) -x +2y = -15 (II)

Lösung einblenden
-3y = 18 (I) -x +2y = -15 (II)

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

-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

+y = -6 (I) -x +2y = -15 (II)

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

-x + 2 · ( -6 ) = -15
-x -12 = -15 | +12
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 0 (I) x +2y = 18 (II)

Lösung einblenden
x -y = 0 (I) x +2y = 18 (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 = 18 | -2y
x = 18 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x -y = 0 (I) x = ( 18 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 18 -2y ) - y = 0
18 -2y - y = 0
-3y +18 = 0 | -18
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 -26

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -10 (I) 5x +y = -4 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -10 (I) 5x +y = -4 (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:

5x + y = -4
y +5x = -4 | -5x
y = -4 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-x -2y = -10 (I) +y = ( -4 -5x ) (II)

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

-x -2 · ( -4 -5x ) = -10
-x +8 +10x = -10
9x +8 = -10 | -8
9x = -18 |:9
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -5( -2 )

= -4 +10

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3y = 5( x -7 ) (I)
-2( x +1 ) = 2y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

3y = 5( x -7 ) (I)
-2( x +1 ) = 2y (II)
3y = 5x -35 | -5x (I)
-2x -2 = 2y | + 2 -2y (II)
-5x +3y = -35 (I) -2x -2y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = -35
3y -5x = -35 | +5x
3y = -35 +5x |:3
y = - 35 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 35 3 + 5 3 x ) (I) -2x -2y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 35 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -2 · ( - 35 3 + 5 3 x ) = 2
-2x + 70 3 - 10 3 x = 2
- 16 3 x + 70 3 = 2 |⋅ 3
3( - 16 3 x + 70 3 ) = 6
-16x +70 = 6 | -70
-16x = -64 |:(-16 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 35 3 + 5 3 4

= - 35 3 + 20 3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

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.:

2x -5y = ?

3x -10y = ?

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

2x -5y = -2 +10 = 8

3x -10y = -3 +20 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 8

3x -10y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-16x +12y = -6 (I) 4x -3y = 1 (II)

Lösung einblenden
-16x +12y = -6 (I) 4x -3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-16x +12y = -6
12y -16x = -6 | +16x
12y = -6 +16x |:12
y = - 1 2 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -3 · ( - 1 2 + 4 3 x ) = 1
4x + 3 2 -4x = 1
3 2 = 1 | - 3 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 6 LED-Leuchtmittel gleichen Typs und 7 baugleiche Halogenleuchten. Insgesamt verbrauchen alle Lichter in diesem Raum 111 Watt. In einem anderen Raum verbrauchen 3 LED-Leuchtmittel und 4 Halogenleuchten zusammen 63 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:

6x +7y = 111 (I) 3x +4y = 63 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +7y = 111
7y +6x = 111 | -6x
7y = 111 -6x |:7
y = 111 7 - 6 7 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 111 7 - 6 7 x ) (I) 3x +4y = 63 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 111 7 - 6 7 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 111 7 - 6 7 x ) = 63
3x + 444 7 - 24 7 x = 63
- 3 7 x + 444 7 = 63 |⋅ 7
7( - 3 7 x + 444 7 ) = 441
-3x +444 = 441 | -444
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 111 7 - 6 7 1

= 111 7 - 6 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