Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = -6 .

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

Lösung einblenden

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

2x - ( -6 ) = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x - ( -6 ) = -6
2x +6 = -6 | -6
2x = -12 |:2
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 31 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|4)
denn -5⋅( - 7 ) -14 = 35 -4 = 31

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|9)
denn -5⋅( - 8 ) -19 = 40 -9 = 31

Oder : (-6|-1)
denn -5⋅( - 6 ) -1( - 1 ) = 30 +1 = 31

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 22 (I) -4y = -20 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 22 (I) -4y = -20 (II)

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

-4y = -20 |:(-4 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = 22 (I) +y = 5 (II)

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

-2x + 4 · 5 = 22
-2x +20 = 22 | -20
-2x = 2 |:(-2 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 8 (I) x -2y = 7 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 8 (I) x -2y = 7 (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 = 7 | +2y
x = 7 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x -3y = 8 (I) x = ( 7 +2y ) (II)

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

2 · ( 7 +2y ) -3y = 8
4y +14 -3y = 8
y +14 = 8 | -14
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 +2( -6 )

= 7 -12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -24 (I) -x +4y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -24 (I) -x +4y = -6 (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 +4y = -6 | -4y
-x = -6 -4y |:(-1 )
x = 6 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -24 (I) x = ( 6 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 6 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 6 +4y ) +2y = -24
-16y -24 +2y = -24
-14y -24 = -24 | +24
-14y = 0 |:(-14 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +4( 0 )

= 6 +0

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x -y = - 12 5 (I) x + 1 4 y = 4 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x -y = - 12 5 (I) x + 1 4 y = 4 (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 4 y = 4 |⋅ 4
4( x + 1 4 y) = 16
4x + y = 16 | - y
4x = 16 - y |:4
x = 4 - 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 5 x -y = - 12 5 (I) x = ( 4 - 1 4 y ) (II)

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

- 3 5 · ( 4 - 1 4 y ) - y = - 12 5
3 20 y - 12 5 - y = - 12 5
- 17 20 y - 12 5 = - 12 5 |⋅ 20
20( - 17 20 y - 12 5 ) = -48
-17y -48 = -48 | +48
-17y = 0 |:(-17 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 - 1 4 ( 0 )

= 4 +0

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-3x -2y = ?

-2x -3y = ?

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

-3x -2y = 15 +4 = 19

-2x -3y = 10 +6 = 16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -2y = 19

-2x -3y = 16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

9x -12y = 6 (I) -3x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
9x -12y = 6 (I) -3x +4y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x -12y = 6
-12y +9x = 6 | -9x
-12y = 6 -9x |:(-12 )
y = - 1 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 4 · ( - 1 2 + 3 4 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 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 300 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 150 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 = 300 (I) 2x -5y = 150 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 300
-5y +3x = 300 | -3x
-5y = 300 -3x |:(-5 )
y = -60 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -60 + 3 5 x ) (I) 2x -5y = 150 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -60 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( -60 + 3 5 x ) = 150
2x -3x +300 = 150
-x +300 = 150 | -300
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -60 + 3 5 150

= -60 +90

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30