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 (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

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

-5( -6 ) -5y = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -6 ) -5y = 10
30 -5y = 10
-5y +30 = 10 | -30
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = 30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-7)
denn 1⋅( - 5 ) -5( - 7 ) = -5 +35 = 30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|-8)
denn 1⋅( - 10 ) -5( - 8 ) = -10 +40 = 30

Oder : (0|-6)
denn 1⋅0 -5( - 6 ) = 0 +30 = 30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = -1 (I) -3x = -9 (II)

Lösung einblenden
x +y = -1 (I) -3x = -9 (II)

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

-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · 3 + y = -1
3 + y = -1
y +3 = -1 | -3
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 9 (I) x -2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 9 (I) x -2y = -8 (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 = -8 | +2y
x = -8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 9 (I) x = ( -8 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -8 +2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -8 +2y ) + y = 9
-6y +24 + y = 9
-5y +24 = 9 | -24
-5y = -15 |:(-5 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +23

= -8 +6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x -y = -18 (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:

2x -y = -18 (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:

2x -1 · ( -18 -4x ) = -18
2x +4x +18 = -18
6x +18 = -18 | -18
6x = -36 |:6
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 -4( -6 )

= -18 +24

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 1 2 y = -1 (I) - 1 5 x - 1 3 y = 11 15 (II)

Lösung einblenden
-x - 1 2 y = -1 (I) - 1 5 x - 1 3 y = 11 15 (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 - 1 2 y = -1 |⋅ 2
2( -x - 1 2 y) = -2
-2x - y = -2 | + y
-2x = -2 + y |:(-2 )
x = 1 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 - 1 2 y ) (I) - 1 5 x - 1 3 y = 11 15 (II)

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

- 1 5 · ( 1 - 1 2 y ) - 1 3 y = 11 15
1 10 y - 1 5 - 1 3 y = 11 15
- 7 30 y - 1 5 = 11 15 |⋅ 30
30( - 7 30 y - 1 5 ) = 22
-7y -6 = 22 | +6
-7y = 28 |:(-7 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 - 1 2 ( -4 )

= 1 +2

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

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.:

-4x -3y = ?

-2x -3y = ?

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

-4x -3y = 12 -12 = 0

-2x -3y = 6 -12 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = 0

-2x -3y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-3x +3y = -5 (I) 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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( -1 + x ) = -5
-3x +3x -3 = -5
-3 = -5 | +3
0 = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1020 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1575 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:

4x -4y = 1020 (I) 6x -5y = 1575 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1020
-4y +4x = 1020 | -4x
-4y = 1020 -4x |:(-4 )
y = -255 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -255 + x ) (I) 6x -5y = 1575 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -255 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -255 + x ) = 1575
6x -5x +1275 = 1575
x +1275 = 1575 | -1275
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -255 +300

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45