Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = -6 .

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

Lösung einblenden

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

4( -2 ) + y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -2 ) + y = -6
-8 + y = -6
y -8 = -6 | +8
y = 2

Die Lösung ist somit: (-2|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = -29 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-7)
denn -3⋅( - 2 ) +5( - 7 ) = 6 -35 = -29

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-4)
denn -3⋅3 +5( - 4 ) = -9 -20 = -29

Oder : (-7|-10)
denn -3⋅( - 7 ) +5( - 10 ) = 21 -50 = -29

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 24 (I) -x = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 24 (I) -x = 6 (II)

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

-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = 24 (I) x = -6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch -6 ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -6 ) +2y = 24
18 +2y = 24
2y +18 = 24 | -18
2y = 6 |:2
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 14 (I) -3x +4y = 1 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 14 (I) -3x +4y = 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:

2x + y = 14
y +2x = 14 | -2x
y = 14 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 -2x ) (I) -3x +4y = 1 (II)

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

-3x + 4 · ( 14 -2x ) = 1
-3x -8x +56 = 1
-11x +56 = 1 | -56
-11x = -55 |:(-11 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 -25

= 14 -10

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 3 (I) 2x -5y = 13 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 3 (I) 2x -5y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 3
-3y +2x = 3 | -2x
-3y = 3 -2x |:(-3 )
y = -1 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + 2 3 x ) (I) 2x -5y = 13 (II)

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

2x -5 · ( -1 + 2 3 x ) = 13
2x - 10 3 x +5 = 13
- 4 3 x +5 = 13 |⋅ 3
3( - 4 3 x +5 ) = 39
-4x +15 = 39 | -15
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 2 3 ( -6 )

= -1 -4

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( x +2y) = 0 (I)
2( x +1 )+5y = 0 (II)

Lösung einblenden

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

-2( x +2y) = 0 (I)
2( x +1 )+5y = 0 (II)
-2x -4y = 0 (I)
2x +2 +5y = 0 | -2 (II)
-2x -4y = 0 (I) 2x +5y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -4y = 0
-4y -2x = 0 | +2x
-4y = 2x |:(-4 )
y = - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = - 1 2 x (I) 2x +5y = -2 (II)

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

2x + 5 · ( - 1 2 x ) = -2
2x - 5 2 x = -2
- 1 2 x = -2 |⋅ 2
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 2 4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

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.:

-1x -2y = ?

2x +5y = ?

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

-1x -2y = 4 -8 = -4

2x +5y = -8 +20 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = -4

2x +5y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x -2y = 3 (I) 3x +6y = -12 (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 = 3 | +2y
-x = 3 +2y |:(-1 )
x = -3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -3 -2y ) +6y = -12
-6y -9 +6y = -12
-9 = -12 | +9
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 100 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 350 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 -4y = 100 (I) 3x -2y = 350 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 100
-4y +2x = 100 | -2x
-4y = 100 -2x |:(-4 )
y = -25 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -25 + 1 2 x ) (I) 3x -2y = 350 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -25 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -25 + 1 2 x ) = 350
3x - x +50 = 350
2x +50 = 350 | -50
2x = 300 |:2
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 + 1 2 150

= -25 +75

= 50

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