Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -5y = 38 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-3( -1 ) -5y = 38

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -1 ) -5y = 38
3 -5y = 38
-5y +3 = 38 | -3
-5y = 35 |:(-5 )
y = -7

Die Lösung ist somit: (-1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x - y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|5)
denn -1⋅7 -15 = -7 -5 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|6)
denn -1⋅6 -16 = -6 -6 = -12

Oder : (8|4)
denn -1⋅8 -14 = -8 -4 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = 1 (I) -4x +y = 19 (II)

Lösung einblenden
-y = 1 (I) -4x +y = 19 (II)

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

-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

+y = -1 (I) -4x +y = 19 (II)

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

-4x + 1 · ( -1 ) = 19
-4x -1 = 19 | +1
-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -30 (I) 2x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -30 (I) 2x +4y = -12 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-4x + y = -30
y -4x = -30 | +4x
y = -30 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 +4x ) (I) 2x +4y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( -30 +4x ) = -12
2x +16x -120 = -12
18x -120 = -12 | +120
18x = 108 |:18
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 +46

= -30 +24

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 12 (I) -5x +y = 5 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 12 (I) -5x +y = 5 (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:

-5x + y = 5
y -5x = 5 | +5x
y = 5 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-x -2y = 12 (I) +y = ( 5 +5x ) (II)

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

-x -2 · ( 5 +5x ) = 12
-x -10x -10 = 12
-11x -10 = 12 | +10
-11x = 22 |:(-11 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 +5( -2 )

= 5 -10

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5 = -2( 2x +5 )-3y (I)
0 = -5( x +7 ) + y (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 +5 = -2( 2x +5 )-3y (I)
0 = -5( x +7 ) + y (II)
x +5 = -4x -10 -3y | -5 +4x +3y (I)
0 = -5x -35 + y | + 5x - y (II)
5x +3y = -15 (I) 5x -y = -35 (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:

5x - y = -35
-y +5x = -35 | -5x
-y = -35 -5x |:(-1 )
y = 35 +5x

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = -15 (I) +y = ( 35 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 35 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 3 · ( 35 +5x ) = -15
5x +15x +105 = -15
20x +105 = -15 | -105
20x = -120 |:20
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 35 +5( -6 )

= 35 -30

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-5x +3y = ?

-9x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-5x +3y = 15 -3 = 12

-9x +3y = 27 -3 = 24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +3y = 12

-9x +3y = 24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x -6y = 6 (I) 4x +2y = -1 (II)

Lösung einblenden
-12x -6y = 6 (I) 4x +2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x -6y = 6
-6y -12x = 6 | +12x
-6y = 6 +12x |:(-6 )
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 2 · ( -1 -2x ) = -1
4x -4x -2 = -1
-2 = -1 | +2
0 = 1

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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 195 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 910 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 -3y = 195 (I) 7x -4y = 910 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 195
-3y +2x = 195 | -2x
-3y = 195 -2x |:(-3 )
y = -65 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -65 + 2 3 x ) (I) 7x -4y = 910 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -65 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -65 + 2 3 x ) = 910
7x - 8 3 x +260 = 910
13 3 x +260 = 910 |⋅ 3
3( 13 3 x +260 ) = 2730
13x +780 = 2730 | -780
13x = 1950 |:13
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -65 + 2 3 150

= -65 +100

= 35

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