Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 15 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-5( -5 ) -5y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -5 ) -5y = 15
25 -5y = 15
-5y +25 = 15 | -25
-5y = -10 |:(-5 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|6)
denn -2⋅( - 5 ) -16 = 10 -6 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|8)
denn -2⋅( - 6 ) -18 = 12 -8 = 4

Oder : (-4|4)
denn -2⋅( - 4 ) -14 = 8 -4 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 1 (I) +3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 1 (I) +3y = -15 (II)

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

3y = -15 |:3
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = 1 (I) +y = -5 (II)

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

-4x + 3 · ( -5 ) = 1
-4x -15 = 1 | +15
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 12 (I) -2x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 12 (I) -2x +y = -6 (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 = -6
y -2x = -6 | +2x
y = -6 +2x

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 12 (I) +y = ( -6 +2x ) (II)

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

x + 4 · ( -6 +2x ) = 12
x +8x -24 = 12
9x -24 = 12 | +24
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 +24

= -6 +8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -23 (I) -3x +3y = 18 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -23 (I) -3x +3y = 18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = -23
-4y +3x = -23 | -3x
-4y = -23 -3x |:(-4 )
y = 23 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 4 + 3 4 x ) (I) -3x +3y = 18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( 23 4 + 3 4 x ) = 18
-3x + 9 4 x + 69 4 = 18
- 3 4 x + 69 4 = 18 |⋅ 4
4( - 3 4 x + 69 4 ) = 72
-3x +69 = 72 | -69
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 4 + 3 4 ( -1 )

= 23 4 - 3 4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x - 1 2 y = - 9 4 (I) - 1 2 x - 1 5 y = - 1 2 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x - 1 2 y = - 9 4 (I) - 1 2 x - 1 5 y = - 1 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 4 x - 1 2 y = - 9 4
- 1 2 y - 1 4 x = - 9 4 |⋅ 4
4( - 1 2 y - 1 4 x) = -9
-2y - x = -9 | + x
-2y = -9 + x |:(-2 )
y = 9 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 2 - 1 2 x ) (I) - 1 2 x - 1 5 y = - 1 2 (II)

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

- 1 2 x - 1 5 · ( 9 2 - 1 2 x ) = - 1 2
- 1 2 x + 1 10 x - 9 10 = - 1 2
- 2 5 x - 9 10 = - 1 2 |⋅ 10
10( - 2 5 x - 9 10 ) = -5
-4x -9 = -5 | +9
-4x = 4 |:(-4 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 2 - 1 2 ( -1 )

= 9 2 + 1 2

= 4,5 +0,5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-3x +5y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-3x +5y = 6 +5 = 11

-1x +1y = 2 +1 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +5y = 11

-1x +1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x -12y = -6 (I) 2x +4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-6x -12y = -6 (I) 2x +4y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x -12y = -6
-12y -6x = -6 | +6x
-12y = -6 +6x |:(-12 )
y = 1 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 4 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 2
2x -2x +2 = 2
2 = 2 | -2
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 3 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 830 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1995 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:

3x -2y = 830 (I) 7x -3y = 1995 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 830
-2y +3x = 830 | -3x
-2y = 830 -3x |:(-2 )
y = -415 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -415 + 3 2 x ) (I) 7x -3y = 1995 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -415 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -415 + 3 2 x ) = 1995
7x - 9 2 x +1245 = 1995
5 2 x +1245 = 1995 |⋅ 2
2( 5 2 x +1245 ) = 3990
5x +2490 = 3990 | -2490
5x = 1500 |:5
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -415 + 3 2 300

= -415 +450

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35