Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = -12 .

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

4x +42 = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +42 = -12
4x +8 = -12 | -8
4x = -20 |:4
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|4)
denn 2⋅( - 7 ) +34 = -14 +12 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|2)
denn 2⋅( - 4 ) +32 = -8 +6 = -2

Oder : (-10|6)
denn 2⋅( - 10 ) +36 = -20 +18 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

-2x -2y = -2 (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:

-2x -2 · ( -2 ) = -2
-2x +4 = -2 | -4
-2x = -6 |:(-2 )
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 = 12 (I) x -4y = 9 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = 12 (I) x -4y = 9 (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 = 9 | +4y
x = 9 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 9 +4y ) -3y = 12
-4y -9 -3y = 12
-7y -9 = 12 | +9
-7y = 21 |:(-7 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 +4( -3 )

= 9 -12

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 18 (I) -5x +2y = 18 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 18 (I) -5x +2y = 18 (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 +5y = 18 | -5y
x = 18 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 -5y ) (I) -5x +2y = 18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 18 -5y ) +2y = 18
25y -90 +2y = 18
27y -90 = 18 | +90
27y = 108 |:27
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 -54

= 18 -20

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 2 x + 1 2 y = 4
1 2 y - 1 2 x = 4 |⋅ 2
2( 1 2 y - 1 2 x) = 8
y - x = 8 | + x
y = 8 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 + x ) (I) - 1 4 x - 1 3 y = - 3 2 (II)

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

- 1 4 x - 1 3 · ( 8 + x ) = - 3 2
- 1 4 x - 1 3 x - 8 3 = - 3 2
- 7 12 x - 8 3 = - 3 2 |⋅ 12
12( - 7 12 x - 8 3 ) = -18
-7x -32 = -18 | +32
-7x = 14 |:(-7 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

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.:

-5x +1y = ?

-7x +4y = ?

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

-5x +1y = 25 +4 = 29

-7x +4y = 35 +16 = 51

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = 29

-7x +4y = 51

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
x +y = 1 (I) -2x -2y = 1 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 1 - x ) = 1
-2x +2x -2 = 1
-2 = 1 | +2
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 2 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 240 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 330 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:

2x -2y = 240 (I) 3x -4y = 330 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 240
-2y +2x = 240 | -2x
-2y = 240 -2x |:(-2 )
y = -120 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -120 + x ) (I) 3x -4y = 330 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -120 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -120 + x ) = 330
3x -4x +480 = 330
-x +480 = 330 | -480
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -120 +150

= 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