Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3x +2( -1 ) = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +2( -1 ) = 16
3x -2 = 16 | +2
3x = 18 |:3
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +5y = 27 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|4)
denn 1⋅7 +54 = 7 +20 = 27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (12|3)
denn 1⋅12 +53 = 12 +15 = 27

Oder : (2|5)
denn 1⋅2 +55 = 2 +25 = 27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 20 (I) -x = -4 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 20 (I) -x = -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:

-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 20 (I) x = 4 (II)

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

2 · 4 +2y = 20
8 +2y = 20
2y +8 = 20 | -8
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = 20 (I) -3x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = 20 (I) -3x +y = -17 (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 = -17
y -3x = -17 | +3x
y = -17 +3x

Als neues LGS erhält man so:

3x +2y = 20 (I) +y = ( -17 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -17 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( -17 +3x ) = 20
3x +6x -34 = 20
9x -34 = 20 | +34
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +36

= -17 +18

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x -y = 2 (I) 5x -2y = 5 (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 = 5 (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 ) = 5
5x -6x +4 = 5
-x +4 = 5 | -4
-x = 1 |:(-1 )
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

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x - 2 3 y = 26 3 (I) x + 3 2 y = -9 (II)

Lösung einblenden
-2x - 2 3 y = 26 3 (I) x + 3 2 y = -9 (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 = -9 |⋅ 2
2( x + 3 2 y) = -18
2x +3y = -18 | -3y
2x = -18 -3y |:2
x = -9 - 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

-2x - 2 3 y = 26 3 (I) x = ( -9 - 3 2 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -9 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -9 - 3 2 y ) - 2 3 y = 26 3
3y +18 - 2 3 y = 26 3
7 3 y +18 = 26 3 |⋅ 3
3( 7 3 y +18 ) = 26
7y +54 = 26 | -54
7y = -28 |:7
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 - 3 2 ( -4 )

= -9 +6

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-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.:

-1x +2y = ?

-3x +9y = ?

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

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

-3x +9y = 3 -18 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = -3

-3x +9y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x -6y = 6 (I) 3x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-9x -6y = 6 (I) 3x +2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x -6y = 6
-6y -9x = 6 | +9x
-6y = 6 +9x |:(-6 )
y = -1 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1900 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1600 kcal berechnete.
Wie viele kcal verliert man bei einer Stunde Wandern, wie viel kcal hat ein Schokobonbon?

Lösung einblenden

Wir bezeichnen x als kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern und y als kcal eines Schokobonbons und

Aus den Sätzen der Aufgabenstellung ergibt sich somit folgendes lineare Gleichungssystem:

7x -4y = 1900 (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 1900
-4y +7x = 1900 | -7x
-4y = 1900 -7x |:(-4 )
y = -475 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -475 + 7 4 x ) (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -475 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -475 + 7 4 x ) = 1600
6x -7x +1900 = 1600
-x +1900 = 1600 | -1900
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -475 + 7 4 300

= -475 +525

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50