Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = -12 .

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

Lösung einblenden

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

-2 +5y = -12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2 +5y = -12
-2 +5y = -12
5y -2 = -12 | +2
5y = -10 |:5
y = -2

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-1)
denn -1⋅( - 3 ) +4( - 1 ) = 3 -4 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|0)
denn -1⋅1 +40 = -1 +0 = -1

Oder : (-7|-2)
denn -1⋅( - 7 ) +4( - 2 ) = 7 -8 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 1 · 1 = -3
2x +1 = -3 | -1
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 0 (I) 2x -3y = -1 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 0 (I) 2x -3y = -1 (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 = 0 | +2y
x = 2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · 2y -3y = -1
4y -3y = -1
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2( -1 )

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +5y = -10 (I) -3x +6y = -12 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -10 (I) -3x +6y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -10
5y -3x = -10 | +3x
5y = -10 +3x |:5
y = -2 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 + 3 5 x ) (I) -3x +6y = -12 (II)

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

-3x + 6 · ( -2 + 3 5 x ) = -12
-3x + 18 5 x -12 = -12
3 5 x -12 = -12 |⋅ 5
5( 3 5 x -12 ) = -60
3x -60 = -60 | +60
3x = 0 |:3
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 3 5 0

= -2 +0

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5y = x -26 (I)
-11 = 4x +3y (II)

Lösung einblenden

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

5y = x -26 | -x (I)
-11 = 4x +3y | + 11 -4x -3y (II)
-x +5y = -26 (I) -4x -3y = 11 (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 = -26 | -5y
-x = -26 -5y |:(-1 )
x = 26 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 26 +5y ) (I) -4x -3y = 11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 26 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 26 +5y ) -3y = 11
-20y -104 -3y = 11
-23y -104 = 11 | +104
-23y = 115 |:(-23 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 26 +5( -5 )

= 26 -25

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 = ?

-6x -7y = ?

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

-4x -3y = 16 -12 = 4

-6x -7y = 24 -28 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = 4

-6x -7y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +y = 3 (I) 8x -4y = -12 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 3 (I) 8x -4y = -12 (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:

-2x + y = 3
y -2x = 3 | +2x
y = 3 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 +2x ) (I) 8x -4y = -12 (II)

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

8x -4 · ( 3 +2x ) = -12
8x -8x -12 = -12
-12 = -12 | +12
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 7 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 850 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 600 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:

7x -4y = 850 (I) 5x -3y = 600 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 850
-4y +7x = 850 | -7x
-4y = 850 -7x |:(-4 )
y = - 425 2 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 425 2 + 7 4 x ) (I) 5x -3y = 600 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 425 2 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( - 425 2 + 7 4 x ) = 600
5x - 21 4 x + 1275 2 = 600
- 1 4 x + 1275 2 = 600 |⋅ 4
4( - 1 4 x + 1275 2 ) = 2400
-x +2550 = 2400 | -2550
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 425 2 + 7 4 150

= - 425 2 + 525 2

= -212,5 +262,5

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50