Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 0.

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

Lösung einblenden

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

4( -7 ) +4y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -7 ) +4y = 0
-28 +4y = 0
4y -28 = 0 | +28
4y = 28 |:4
y = 7

Die Lösung ist somit: (-7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-4)
denn -1⋅( - 5 ) +3( - 4 ) = 5 -12 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-3)
denn -1⋅( - 2 ) +3( - 3 ) = 2 -9 = -7

Oder : (-8|-5)
denn -1⋅( - 8 ) +3( - 5 ) = 8 -15 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 12 (I) -3x +y = -16 (II)

Lösung einblenden
-3y = 12 (I) -3x +y = -16 (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 = 12 |:(-3 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

+y = -4 (I) -3x +y = -16 (II)

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

-3x + 1 · ( -4 ) = -16
-3x -4 = -16 | +4
-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = -22 (I) x +4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -22 (I) x +4y = 2 (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 = 2 | -4y
x = 2 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +4y = -22 (I) x = ( 2 -4y ) (II)

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

-3 · ( 2 -4y ) +4y = -22
12y -6 +4y = -22
16y -6 = -22 | +6
16y = -16 |:16
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -4( -1 )

= 2 +4

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -5y = -8 (I) -2x +5y = 14 (II)

Lösung einblenden
-x -5y = -8 (I) -2x +5y = 14 (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 -5y = -8 | +5y
-x = -8 +5y |:(-1 )
x = 8 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -5y ) (I) -2x +5y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 8 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 8 -5y ) +5y = 14
10y -16 +5y = 14
15y -16 = 14 | +16
15y = 30 |:15
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -52

= 8 -10

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -1 +2y) = 2( -2x +9 ) (I)
-3y = 5x -31 +3y (II)

Lösung einblenden

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

2( -1 +2y) = 2( -2x +9 ) (I)
-3y = 5x -31 +3y (II)
-2 +4y = -4x +18 | + 2 +4x (I)
-3y = 5x -31 +3y | -5x -3y (II)
4x +4y = 20 (I) -5x -6y = -31 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +4y = 20
4y +4x = 20 | -4x
4y = 20 -4x |:4
y = 5 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 - x ) (I) -5x -6y = -31 (II)

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

-5x -6 · ( 5 - x ) = -31
-5x +6x -30 = -31
x -30 = -31 | +30
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - ( -1 )

= 5 +1

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

1x -3y = ?

-3x +11y = ?

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

1x -3y = -1 -15 = -16

-3x +11y = 3 +55 = 58

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = -16

-3x +11y = 58

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +4y = -2 (I) 16x -16y = 8 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -2 (I) 16x -16y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 + x ) (I) 16x -16y = 8 (II)

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

16x -16 · ( - 1 2 + x ) = 8
16x -16x +8 = 8
8 = 8 | -8
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 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 1080 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1050 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 = 1080 (I) 4x -5y = 1050 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1080
-4y +4x = 1080 | -4x
-4y = 1080 -4x |:(-4 )
y = -270 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -270 + x ) (I) 4x -5y = 1050 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -270 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -270 + x ) = 1050
4x -5x +1350 = 1050
-x +1350 = 1050 | -1350
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -270 +300

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30