Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = -8 .

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

Lösung einblenden

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

-5x - ( -2 ) = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - ( -2 ) = -8
-5x +2 = -8 | -2
-5x = -10 |:(-5 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = -32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn -5⋅6 +1( - 2 ) = -30 -2 = -32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|3)
denn -5⋅7 +13 = -35 +3 = -32

Oder : (5|-7)
denn -5⋅5 +1( - 7 ) = -25 -7 = -32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -2


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

3x -3 · ( -2 ) = -3
3x +6 = -3 | -6
3x = -9 |:3
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -18 (I) 4x +y = 10 (II)

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

4x + y = 10
y +4x = 10 | -4x
y = 10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -18 (I) +y = ( 10 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 3 · ( 10 -4x ) = -18
-4x -12x +30 = -18
-16x +30 = -18 | -30
-16x = -48 |:(-16 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -43

= 10 -12

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - 1

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -31 +5y = x +1 (I)
5y = 2( -x +4 ) (II)

Lösung einblenden

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

-x -31 +5y = x +1 (I)
5y = 2( -x +4 ) (II)
-x -31 +5y = x +1 | + 31 - x (I)
5y = -2x +8 | + 2x (II)
-2x +5y = 32 (I) 2x +5y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 32
5y -2x = 32 | +2x
5y = 32 +2x |:5
y = 32 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 32 5 + 2 5 x ) (I) 2x +5y = 8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 32 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 32 5 + 2 5 x ) = 8
2x +2x +32 = 8
4x +32 = 8 | -32
4x = -24 |:4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 32 5 + 2 5 ( -6 )

= 32 5 - 12 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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 -4y = ?

-4x -14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-1x -4y = -5 +4 = -1

-4x -14y = -20 +14 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = -1

-4x -14y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 1 2 x ) (I) 4x +8y = -4 (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:

4x + 8 · ( - 1 2 - 1 2 x ) = -4
4x -4x -4 = -4
-4 = -4 | +4
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 250 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 50 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 -4y = 250 (I) 2x -5y = 50 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 250
-4y +3x = 250 | -3x
-4y = 250 -3x |:(-4 )
y = - 125 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 125 2 + 3 4 x ) (I) 2x -5y = 50 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 125 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( - 125 2 + 3 4 x ) = 50
2x - 15 4 x + 625 2 = 50
- 7 4 x + 625 2 = 50 |⋅ 4
4( - 7 4 x + 625 2 ) = 200
-7x +1250 = 200 | -1250
-7x = -1050 |:(-7 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 125 2 + 3 4 150

= - 125 2 + 225 2

= -62,5 +112,5

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