Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -26 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

33 -5y = -26

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

33 -5y = -26
9 -5y = -26
-5y +9 = -26 | -9
-5y = -35 |:(-5 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = -26 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-6)
denn -2⋅( - 2 ) +5( - 6 ) = 4 -30 = -26

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-4)
denn -2⋅3 +5( - 4 ) = -6 -20 = -26

Oder : (-7|-8)
denn -2⋅( - 7 ) +5( - 8 ) = 14 -40 = -26

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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: (-3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -7 (I) x -3y = 11 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -7 (I) x -3y = 11 (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 -3y = 11 | +3y
x = 11 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = -7 (I) x = ( 11 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 11 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 11 +3y ) +3y = -7
3y +11 +3y = -7
6y +11 = -7 | -11
6y = -18 |:6
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 +3( -3 )

= 11 -9

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = 10 (I) x -3y = -18 (II)

Lösung einblenden
-x +y = 10 (I) x -3y = -18 (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 -3y = -18 | +3y
x = -18 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-x +y = 10 (I) x = ( -18 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -18 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -18 +3y ) + y = 10
-3y +18 + y = 10
-2y +18 = 10 | -18
-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 +34

= -18 +12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x - 2 3 y = - 1 6 (I) x - 3 4 y = - 3 2 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x - 2 3 y = - 1 6 (I) x = ( - 3 2 + 3 4 y ) (II)

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

1 2 · ( - 3 2 + 3 4 y ) - 2 3 y = - 1 6
3 8 y - 3 4 - 2 3 y = - 1 6
- 7 24 y - 3 4 = - 1 6 |⋅ 24
24( - 7 24 y - 3 4 ) = -4
-7y -18 = -4 | +18
-7y = 14 |:(-7 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 3 2 + 3 4 ( -2 )

= - 3 2 - 3 2

= -1,5 -1,5

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

5x +1y = ?

3x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

5x +1y = 10 +3 = 13

3x +2y = 6 +6 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +1y = 13

3x +2y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x +6y = 9
6y +12x = 9 | -12x
6y = 9 -12x |:6
y = 3 2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -2 · ( 3 2 -2x ) = -3
-4x +4x -3 = -3
-3 = -3 | +3
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 5 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 550 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 670 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:

5x -5y = 550 (I) 5x -2y = 670 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 550
-5y +5x = 550 | -5x
-5y = 550 -5x |:(-5 )
y = -110 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -110 + x ) (I) 5x -2y = 670 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -110 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -110 + x ) = 670
5x -2x +220 = 670
3x +220 = 670 | -220
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -110 +150

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40