Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

2x - ( -2 ) = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x - ( -2 ) = 6
2x +2 = 6 | -2
2x = 4 |:2
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|1)
denn 1⋅( - 5 ) +41 = -5 +4 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|0)
denn 1⋅( - 1 ) +40 = -1 +0 = -1

Oder : (-9|2)
denn 1⋅( - 9 ) +42 = -9 +8 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = -15 (I) -x +2y = 5 (II)

Lösung einblenden
-3y = -15 (I) -x +2y = 5 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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:

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

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

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

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: (5|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -y = 2 (I) x -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 2 (I) x -3y = -9 (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 = -9 | +3y
x = -9 +3y

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = 2 (I) x = ( -9 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -9 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -9 +3y ) - y = 2
6y -18 - y = 2
5y -18 = 2 | +18
5y = 20 |:5
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 +34

= -9 +12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
5x +2y = 3 (I) -2x +2y = -4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 3
2y +5x = 3 | -5x
2y = 3 -5x |:2
y = 3 2 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 3 2 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 · ( 3 2 - 5 2 x ) = -4
-2x -5x +3 = -4
-7x +3 = -4 | -3
-7x = -7 |:(-7 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 2 - 5 2 1

= 3 2 - 5 2

= 1,5 -2,5

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 3 2 y = 9 2 (I) 2 3 x - 2 5 y = -4 (II)

Lösung einblenden
x + 3 2 y = 9 2 (I) 2 3 x - 2 5 y = -4 (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 + 3 2 y = 9 2 |⋅ 2
2( x + 3 2 y) = 9
2x +3y = 9 | -3y
2x = 9 -3y |:2
x = 9 2 - 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 2 - 3 2 y ) (I) 2 3 x - 2 5 y = -4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 3 · ( 9 2 - 3 2 y ) - 2 5 y = -4
-y +3 - 2 5 y = -4
- 7 5 y +3 = -4 |⋅ 5
5( - 7 5 y +3 ) = -20
-7y +15 = -20 | -15
-7y = -35 |:(-7 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 2 - 3 2 5

= 9 2 - 15 2

= 4,5 -7,5

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 2 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 +4y = ?

-4x +4y = ?

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

-3x +4y = -6 +8 = 2

-4x +4y = -8 +8 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +4y = 2

-4x +4y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x +3y = 7 (I) 4x -y = -3 (II)

Lösung einblenden
-12x +3y = 7 (I) 4x -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:

4x - y = -3
-y +4x = -3 | -4x
-y = -3 -4x |:(-1 )
y = 3 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-12x +3y = 7 (I) +y = ( 3 +4x ) (II)

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

-12x + 3 · ( 3 +4x ) = 7
-12x +12x +9 = 7
9 = 7 | -9
0 = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1020 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 465 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:

4x -4y = 1020 (I) 2x -3y = 465 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1020
-4y +4x = 1020 | -4x
-4y = 1020 -4x |:(-4 )
y = -255 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -255 + x ) (I) 2x -3y = 465 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -255 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( -255 + x ) = 465
2x -3x +765 = 465
-x +765 = 465 | -765
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -255 +300

= 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