Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = -34 .

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

Lösung einblenden

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

-5x - 4 = -34

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - 4 = -34
-5x -4 = -34 | +4
-5x = -30 |:(-5 )
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-1)
denn 1⋅6 -2( - 1 ) = 6 +2 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-2)
denn 1⋅4 -2( - 2 ) = 4 +4 = 8

Oder : (8|0)
denn 1⋅8 -20 = 8 +0 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -8 (I) -3x +2y = -10 (II)

Lösung einblenden
-2x = -8 (I) -3x +2y = -10 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -3x +2y = -10 (II)

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

-3 · 4 +2y = -10
-12 +2y = -10
2y -12 = -10 | +12
2y = 2 |:2
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -17 (I) x +4y = 7 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -17 (I) x +4y = 7 (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 +4y = 7 | -4y
x = 7 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -17 (I) x = ( 7 -4y ) (II)

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

4 · ( 7 -4y ) + y = -17
-16y +28 + y = -17
-15y +28 = -17 | -28
-15y = -45 |:(-15 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -43

= 7 -12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -y = -6 (I) -x -2y = -3 (II)

Lösung einblenden
-5x -y = -6 (I) -x -2y = -3 (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 = -3 | +2y
-x = -3 +2y |:(-1 )
x = 3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -y = -6 (I) x = ( 3 -2y ) (II)

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

-5 · ( 3 -2y ) - y = -6
10y -15 - y = -6
9y -15 = -6 | +15
9y = 9 |:9
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 -21

= 3 -2

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -5x +2( -6 + y) (I)
1 -9y = 2( x -2y) -29 (II)

Lösung einblenden

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

0 = -5x +2( -6 + y) (I)
1 -9y = 2( x -2y) -29 (II)
0 = -5x -12 +2y | + 5x -2y (I)
1 -9y = 2x -29 -4y | -1 -2x +4y (II)
5x -2y = -12 (I) -2x -5y = -30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = -12
-2y +5x = -12 | -5x
-2y = -12 -5x |:(-2 )
y = 6 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 + 5 2 x ) (I) -2x -5y = -30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -5 · ( 6 + 5 2 x ) = -30
-2x - 25 2 x -30 = -30
- 29 2 x -30 = -30 |⋅ 2
2( - 29 2 x -30 ) = -60
-29x -60 = -60 | +60
-29x = 0 |:(-29 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 5 2 ( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-5x -3y = ?

-4x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-5x -3y = -15 -15 = -30

-4x -5y = -12 -25 = -37

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -3y = -30

-4x -5y = -37

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +3y = 2 (I) -12x -12y = -10 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = 2 (I) -12x -12y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 3 - x ) (I) -12x -12y = -10 (II)

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

-12x -12 · ( 2 3 - x ) = -10
-12x +12x -8 = -10
-8 = -10 | +8
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 2 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 100 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 200 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:

2x -4y = 100 (I) 2x -2y = 200 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 100
-4y +2x = 100 | -2x
-4y = 100 -2x |:(-4 )
y = -25 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -25 + 1 2 x ) (I) 2x -2y = 200 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -25 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -25 + 1 2 x ) = 200
2x - x +50 = 200
x +50 = 200 | -50
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 + 1 2 150

= -25 +75

= 50

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