Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-( -4 ) - y = 2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-4|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn 4⋅3 +51 = 12 +5 = 17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|-3)
denn 4⋅8 +5( - 3 ) = 32 -15 = 17

Oder : (-2|5)
denn 4⋅( - 2 ) +55 = -8 +25 = 17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · 2 +2y = -2
2 +2y = -2
2y +2 = -2 | -2
2y = -4 |:2
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = -8 (I) x -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = -8 (I) x -2y = 12 (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 -2y = 12 | +2y
x = 12 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = -8 (I) x = ( 12 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 +2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 12 +2y ) +4y = -8
4y +24 +4y = -8
8y +24 = -8 | -24
8y = -32 |:8
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +2( -4 )

= 12 -8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = 0 (I) 2x -3y = 18 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = 0 (I) 2x -3y = 18 (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 = 0 | +3y
-x = 3y |:(-1 )
x = -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -3y ) -3y = 18
-6y -3y = 18
-9y = 18 |:(-9 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3( -2 )

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 5 y = 23 5 (I) 1 3 x - 1 5 y = 11 15 (II)

Lösung einblenden
x + 1 5 y = 23 5 (I) 1 3 x - 1 5 y = 11 15 (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 3 x - 1 5 y = 11 15 (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 3 · ( 23 5 - 1 5 y ) - 1 5 y = 11 15
- 1 15 y + 23 15 - 1 5 y = 11 15
- 4 15 y + 23 15 = 11 15 |⋅ 15
15( - 4 15 y + 23 15 ) = 11
-4y +23 = 11 | -23
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 23 5 - 1 5 3

= 23 5 - 3 5

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

8x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

4x -5y = -16 +5 = -11

8x -11y = -32 +11 = -21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = -11

8x -11y = -21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +8y = 4
8y +8x = 4 | -8x
8y = 4 -8x |:8
y = 1 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( 1 2 - x ) = -2
-4x +4x -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 5 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 610 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 495 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:

5x -4y = 610 (I) 4x -3y = 495 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 610
-4y +5x = 610 | -5x
-4y = 610 -5x |:(-4 )
y = - 305 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 305 2 + 5 4 x ) (I) 4x -3y = 495 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 305 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( - 305 2 + 5 4 x ) = 495
4x - 15 4 x + 915 2 = 495
1 4 x + 915 2 = 495 |⋅ 4
4( 1 4 x + 915 2 ) = 1980
x +1830 = 1980 | -1830
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 305 2 + 5 4 150

= - 305 2 + 375 2

= -152,5 +187,5

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35