Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = -17 .

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

Lösung einblenden

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

5( -3 ) +2y = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -3 ) +2y = -17
-15 +2y = -17
2y -15 = -17 | +15
2y = -2 |:2
y = -1

Die Lösung ist somit: (-3|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +2y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-7)
denn -2⋅3 +2( - 7 ) = -6 -14 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-5)
denn -2⋅5 +2( - 5 ) = -10 -10 = -20

Oder : (1|-9)
denn -2⋅1 +2( - 9 ) = -2 -18 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = 0 (I) +4y = 4 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 0 (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 -4y = 0 (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 -4 · 1 = 0
2x -4 = 0 | +4
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:

-2x -y = 6 (I) -2x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = 6 (I) -2x +y = 10 (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:

-2x + y = 10
y -2x = 10 | +2x
y = 10 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -y = 6 (I) +y = ( 10 +2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -1 · ( 10 +2x ) = 6
-2x -2x -10 = 6
-4x -10 = 6 | +10
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 +2( -4 )

= 10 -8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +4y = -46 (I) -3x -y = -14 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = -46 (I) -3x -y = -14 (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:

-3x - y = -14
-y -3x = -14 | +3x
-y = -14 +3x |:(-1 )
y = 14 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +4y = -46 (I) +y = ( 14 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 14 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 4 · ( 14 -3x ) = -46
-5x -12x +56 = -46
-17x +56 = -46 | -56
-17x = -102 |:(-17 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 -36

= 14 -18

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 3( -x +1 )+2y (I)
3( 4 - y) = x (II)

Lösung einblenden

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

0 = 3( -x +1 )+2y (I)
3( 4 - y) = x (II)
0 = -3x +3 +2y | + 3x -2y (I)
12 -3y = x | -12 - x (II)
3x -2y = 3 (I) -x -3y = -12 (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 = -12 | +3y
-x = -12 +3y |:(-1 )
x = 12 -3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 3 (I) x = ( 12 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 12 -3y ) -2y = 3
-9y +36 -2y = 3
-11y +36 = 3 | -36
-11y = -33 |:(-11 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -33

= 12 -9

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

-3x +3y = ?

-1x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-3x +3y = 3 +9 = 12

-1x +3y = 1 +9 = 10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +3y = 12

-1x +3y = 10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x -y = 3 (I) 4x +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:

-x - y = 3
-y - x = 3 | + x
-y = 3 + x |:(-1 )
y = -3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 4 · ( -3 - x ) = -12
4x -4x -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 2 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 195 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 610 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 -3y = 195 (I) 5x -4y = 610 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 195
-3y +2x = 195 | -2x
-3y = 195 -2x |:(-3 )
y = -65 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -65 + 2 3 x ) (I) 5x -4y = 610 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -65 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -65 + 2 3 x ) = 610
5x - 8 3 x +260 = 610
7 3 x +260 = 610 |⋅ 3
3( 7 3 x +260 ) = 1830
7x +780 = 1830 | -780
7x = 1050 |:7
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -65 + 2 3 150

= -65 +100

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35