Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x - y = -13 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

-27 - y = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-27 - y = -13
-14 - y = -13
-y -14 = -13 | +14
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (7|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|2)
denn 3⋅( - 4 ) -42 = -12 -8 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-1)
denn 3⋅( - 8 ) -4( - 1 ) = -24 +4 = -20

Oder : (0|5)
denn 3⋅0 -45 = 0 -20 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -2y = -2 (I) -y = -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:

-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -2 · 4 = -2
x -8 = -2 | +8
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -2 -3y ) +4y = 14
6y +4 +4y = 14
10y +4 = 14 | -4
10y = 10 |:10
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -31

= -2 -3

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = -5 (I) 5x -4y = -8 (II)

Lösung einblenden
2x -y = -5 (I) 5x -4y = -8 (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 = -5
-y +2x = -5 | -2x
-y = -5 -2x |:(-1 )
y = 5 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 +2x ) (I) 5x -4y = -8 (II)

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

5x -4 · ( 5 +2x ) = -8
5x -8x -20 = -8
-3x -20 = -8 | +20
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 +2( -4 )

= 5 -8

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x - 1 4 y = - 21 10 (I) - 1 4 x + 1 5 y = 9 20 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x - 1 4 y = - 21 10 (I) - 1 4 x + 1 5 y = 9 20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x - 1 4 y = - 21 10
- 1 4 y - 1 5 x = - 21 10 |⋅ 20
20( - 1 4 y - 1 5 x) = -42
-5y -4x = -42 | +4x
-5y = -42 +4x |:(-5 )
y = 42 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 42 5 - 4 5 x ) (I) - 1 4 x + 1 5 y = 9 20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 42 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 4 x + 1 5 · ( 42 5 - 4 5 x ) = 9 20
- 1 4 x - 4 25 x + 42 25 = 9 20
- 41 100 x + 42 25 = 9 20 |⋅ 100
100( - 41 100 x + 42 25 ) = 45
-41x +168 = 45 | -168
-41x = -123 |:(-41 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 42 5 - 4 5 3

= 42 5 - 12 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 1 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 +3y = ?

-2x -7y = ?

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

1x +3y = 3 +3 = 6

-2x -7y = -6 -7 = -13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +3y = 6

-2x -7y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +16y = -5 (I) -x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
4x +16y = -5 (I) -x -4y = 1 (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 = 1 | +4y
-x = 1 +4y |:(-1 )
x = -1 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x +16y = -5 (I) x = ( -1 -4y ) (II)

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

4 · ( -1 -4y ) +16y = -5
-16y -4 +16y = -5
-4 = -5 | +4
0 = -1

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 210 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 570 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 = 210 (I) 5x -4y = 570 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 210
-2y +2x = 210 | -2x
-2y = 210 -2x |:(-2 )
y = -105 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -105 + x ) (I) 5x -4y = 570 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -105 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -105 + x ) = 570
5x -4x +420 = 570
x +420 = 570 | -420
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -105 +150

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45