Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = -16 .

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

Lösung einblenden

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

x +2( -7 ) = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +2( -7 ) = -16
x -14 = -16 | +14
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -4 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-3)
denn 5⋅1 +3( - 3 ) = 5 -9 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-8)
denn 5⋅4 +3( - 8 ) = 20 -24 = -4

Oder : (-2|2)
denn 5⋅( - 2 ) +32 = -10 +6 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -3y = -6 (I) -3x = -18 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = -6 (I) -3x = -18 (II)

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

-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = -6 (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:

-2 · 6 -3y = -6
-12 -3y = -6
-3y -12 = -6 | +12
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -21 (I) -4x +2y = 24 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -21 (I) -4x +2y = 24 (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 -3y = -21 | +3y
x = -21 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -21 +3y ) (I) -4x +2y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -21 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -21 +3y ) +2y = 24
-12y +84 +2y = 24
-10y +84 = 24 | -84
-10y = -60 |:(-10 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 +36

= -21 +18

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = 40 (I) -4x -2y = -20 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = 40 (I) -4x -2y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 40
-5y +5x = 40 | -5x
-5y = 40 -5x |:(-5 )
y = -8 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 + x ) (I) -4x -2y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( -8 + x ) = -20
-4x -2x +16 = -20
-6x +16 = -20 | -16
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +6

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 5 y = 23 5 (I) 1 2 x - 2 5 y = - 17 10 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 5 y = 23 5 (I) 1 2 x - 2 5 y = - 17 10 (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 + 1 5 y = 23 5 |⋅ 5
5( -x + 1 5 y) = 23
-5x + y = 23 | - y
-5x = 23 - y |:(-5 )
x = - 23 5 + 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 23 5 + 1 5 y ) (I) 1 2 x - 2 5 y = - 17 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( - 23 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 2 · ( - 23 5 + 1 5 y ) - 2 5 y = - 17 10
1 10 y - 23 10 - 2 5 y = - 17 10
- 3 10 y - 23 10 = - 17 10 |⋅ 10
10( - 3 10 y - 23 10 ) = -17
-3y -23 = -17 | +23
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 23 5 + 1 5 ( -2 )

= - 23 5 - 2 5

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

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.:

-4x +3y = ?

-2x +5y = ?

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

-4x +3y = -20 +3 = -17

-2x +5y = -10 +5 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = -17

-2x +5y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x -6y = -7 (I) 3x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-6x -6y = -7 (I) 3x +3y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x -6y = -7
-6y -6x = -7 | +6x
-6y = -7 +6x |:(-6 )
y = 7 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 6 - x ) (I) 3x +3y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 6 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 7 6 - x ) = 3
3x -3x + 7 2 = 3
7 2 = 3 | - 7 2
0 = - 1 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1920 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 720 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:

7x -4y = 1920 (I) 3x -4y = 720 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 1920
-4y +7x = 1920 | -7x
-4y = 1920 -7x |:(-4 )
y = -480 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -480 + 7 4 x ) (I) 3x -4y = 720 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -480 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -480 + 7 4 x ) = 720
3x -7x +1920 = 720
-4x +1920 = 720 | -1920
-4x = -1200 |:(-4 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -480 + 7 4 300

= -480 +525

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45