Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 4 .

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 +5( -1 ) = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +5( -1 ) = 4
-3x -5 = 4 | +5
-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = -43 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-4)
denn 5⋅( - 7 ) +2( - 4 ) = -35 -8 = -43

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-9)
denn 5⋅( - 5 ) +2( - 9 ) = -25 -18 = -43

Oder : (-9|1)
denn 5⋅( - 9 ) +21 = -45 +2 = -43

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+2y = 4 (I) -3x +4y = -10 (II)

Lösung einblenden
+2y = 4 (I) -3x +4y = -10 (II)

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

2y = 4 |:2
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

+y = 2 (I) -3x +4y = -10 (II)

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

-3x + 4 · 2 = -10
-3x +8 = -10 | -8
-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = 42 (I) 4x +y = 18 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = 42 (I) 4x +y = 18 (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 = 18
y +4x = 18 | -4x
y = 18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = 42 (I) +y = ( 18 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( 18 -4x ) = 42
3x +16x -72 = 42
19x -72 = 42 | +72
19x = 114 |:19
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -46

= 18 -24

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = -10 (I) 3x -4y = 7 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = -10 (I) 3x -4y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = -10
4y -2x = -10 | +2x
4y = -10 +2x |:4
y = - 5 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 2 + 1 2 x ) (I) 3x -4y = 7 (II)

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

3x -4 · ( - 5 2 + 1 2 x ) = 7
3x -2x +10 = 7
x +10 = 7 | -10
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

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

= - 5 2 - 3 2

= -2,5 -1,5

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 1 · ( 1 + 3 2 x ) = -4
x + 3 2 x +1 = -4
5 2 x +1 = -4 |⋅ 2
2( 5 2 x +1 ) = -8
5x +2 = -8 | -2
5x = -10 |:5
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 3 2 ( -2 )

= 1 -3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-2x +4y = ?

-1x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-2x +4y = 6 +16 = 22

-1x +5y = 3 +20 = 23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +4y = 22

-1x +5y = 23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = -3 (I) 3x -9y = 12 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -3 (I) 3x -9y = 12 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 +3y ) (I) 3x -9y = 12 (II)

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

3 · ( 3 +3y ) -9y = 12
9y +9 -9y = 12
9 = 12 | -9
0 = 3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 750 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1650 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:

3x -3y = 750 (I) 6x -3y = 1650 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 750
-3y +3x = 750 | -3x
-3y = 750 -3x |:(-3 )
y = -250 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -250 + x ) (I) 6x -3y = 1650 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -250 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -250 + x ) = 1650
6x -3x +750 = 1650
3x +750 = 1650 | -750
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -250 +300

= 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