Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = 39 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-3( -6 ) +3y = 39

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -6 ) +3y = 39
18 +3y = 39
3y +18 = 39 | -18
3y = 21 |:3
y = 7

Die Lösung ist somit: (-6|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-1)
denn 2⋅2 -4( - 1 ) = 4 +4 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-3)
denn 2⋅( - 2 ) -4( - 3 ) = -4 +12 = 8

Oder : (6|1)
denn 2⋅6 -41 = 12 -4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = 28 (I) 2x = 8 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 28 (I) 2x = 8 (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 = 8 |:2
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = 28 (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:

4 · 4 -4y = 28
16 -4y = 28
-4y +16 = 28 | -16
-4y = 12 |:(-4 )
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 18 (I) x +2y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 18 (I) x +2y = -15 (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 = -15 | -2y
x = -15 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 18 (I) x = ( -15 -2y ) (II)

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

-4 · ( -15 -2y ) - y = 18
8y +60 - y = 18
7y +60 = 18 | -60
7y = -42 |:7
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 -2( -6 )

= -15 +12

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = -13 (I) 4x -y = 11 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -13 (I) 4x -y = 11 (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 = 11
-y +4x = 11 | -4x
-y = 11 -4x |:(-1 )
y = -11 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +y = -13 (I) +y = ( -11 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -11 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 1 · ( -11 +4x ) = -13
-5x +4x -11 = -13
-x -11 = -13 | +11
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +42

= -11 +8

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-12 = -5( x + y) -2 (I)
-7y = 2( x -2y) -1 (II)

Lösung einblenden

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

-12 = -5( x + y) -2 (I)
-7y = 2( x -2y) -1 (II)
-12 = -5x -2 -5y | + 12 +5x +5y (I)
-7y = 2x -1 -4y | -2x +4y (II)
5x +5y = 10 (I) -2x -3y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -3 · ( 2 - x ) = -1
-2x +3x -6 = -1
x -6 = -1 | +6
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 5

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-3x -5y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-3x -5y = -15 +20 = 5

-1x +1y = -5 -4 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = 5

-1x +1y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -3 +2y ) -4y = -6
4y -6 -4y = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 175 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 940 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 -5y = 175 (I) 7x -2y = 940 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 175
-5y +3x = 175 | -3x
-5y = 175 -3x |:(-5 )
y = -35 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -35 + 3 5 x ) (I) 7x -2y = 940 (II)

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

7x -2 · ( -35 + 3 5 x ) = 940
7x - 6 5 x +70 = 940
29 5 x +70 = 940 |⋅ 5
5( 29 5 x +70 ) = 4700
29x +350 = 4700 | -350
29x = 4350 |:29
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -35 + 3 5 150

= -35 +90

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55