Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = 30 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

36 -3y = 30

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

36 -3y = 30
18 -3y = 30
-3y +18 = 30 | -18
-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (6|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-2)
denn 2⋅( - 2 ) +5( - 2 ) = -4 -10 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-4)
denn 2⋅3 +5( - 4 ) = 6 -20 = -14

Oder : (-7|0)
denn 2⋅( - 7 ) +50 = -14 +0 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = 20 (I) 4x = -8 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = 20 (I) 4x = -8 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

-4x -2y = 20 (I) x = -2 (II)

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

-4 · ( -2 ) -2y = 20
8 -2y = 20
-2y +8 = 20 | -8
-2y = 12 |:(-2 )
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 +4( -2 )

= 5 -8

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -5y = -25 (I) -3x -4y = -1 (II)

Lösung einblenden
x -5y = -25 (I) -3x -4y = -1 (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 = -25 | +5y
x = -25 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -25 +5y ) (I) -3x -4y = -1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -25 +5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -25 +5y ) -4y = -1
-15y +75 -4y = -1
-19y +75 = -1 | -75
-19y = -76 |:(-19 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -25 +54

= -25 +20

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

- 1 5 x + y = - 2 5
y - 1 5 x = - 2 5 |⋅ 5
5( y - 1 5 x) = -2
5y - x = -2 | + x
5y = -2 + x |:5
y = - 2 5 + 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x - 3 2 · ( - 2 5 + 1 5 x ) = 2
x - 3 10 x + 3 5 = 2
7 10 x + 3 5 = 2 |⋅ 10
10( 7 10 x + 3 5 ) = 20
7x +6 = 20 | -6
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 2 5 + 1 5 2

= - 2 5 + 2 5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-2x +1y = ?

-3x +1y = ?

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

-2x +1y = -2 +3 = 1

-3x +1y = -3 +3 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 1

-3x +1y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +y = 2 (I) 12x -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 2 (I) 12x -3y = -6 (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 = 2
y -4x = 2 | +4x
y = 2 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 +4x ) (I) 12x -3y = -6 (II)

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

12x -3 · ( 2 +4x ) = -6
12x -12x -6 = -6
-6 = -6 | +6
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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 480 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 400 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 -3y = 480 (I) 4x -5y = 400 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 480
-3y +4x = 480 | -4x
-3y = 480 -4x |:(-3 )
y = -160 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -160 + 4 3 x ) (I) 4x -5y = 400 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -160 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -160 + 4 3 x ) = 400
4x - 20 3 x +800 = 400
- 8 3 x +800 = 400 |⋅ 3
3( - 8 3 x +800 ) = 1200
-8x +2400 = 1200 | -2400
-8x = -1200 |:(-8 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -160 + 4 3 150

= -160 +200

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40