Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -20 .

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

Lösung einblenden

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

4x - ( -4 ) = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x - ( -4 ) = -20
4x +4 = -20 | -4
4x = -24 |:4
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = 40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|6)
denn -5⋅( - 2 ) +56 = 10 +30 = 40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|11)
denn -5⋅3 +511 = -15 +55 = 40

Oder : (-7|1)
denn -5⋅( - 7 ) +51 = 35 +5 = 40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 24 (I) 2x = 6 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 24 (I) 2x = 6 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = 6 |:2
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 24 (I) x = 3 (II)

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

2 · 3 +3y = 24
6 +3y = 24
3y +6 = 24 | -6
3y = 18 |:3
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -8 (I) 2x +3y = -11 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -8 (I) 2x +3y = -11 (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 +4y = -8 | -4y
x = -8 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -8 -4y ) (I) 2x +3y = -11 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -8 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -8 -4y ) +3y = -11
-8y -16 +3y = -11
-5y -16 = -11 | +16
-5y = 5 |:(-5 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -4( -1 )

= -8 +4

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = -21 (I) x +4y = -18 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -21 (I) x +4y = -18 (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 = -18 | -4y
x = -18 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = -21 (I) x = ( -18 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -18 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -18 -4y ) +3y = -21
-8y -36 +3y = -21
-5y -36 = -21 | +36
-5y = 15 |:(-5 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 -4( -3 )

= -18 +12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -3 = 4y (I)
0 = 2( x +3 )+2y (II)

Lösung einblenden

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

5x -3 = 4y (I)
0 = 2( x +3 )+2y (II)
5x -3 = 4y | + 3 -4y (I)
0 = 2x +6 +2y | -2x -2y (II)
5x -4y = 3 (I) -2x -2y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 3
-4y +5x = 3 | -5x
-4y = 3 -5x |:(-4 )
y = - 3 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 + 5 4 x ) (I) -2x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 3 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -2 · ( - 3 4 + 5 4 x ) = 6
-2x - 5 2 x + 3 2 = 6
- 9 2 x + 3 2 = 6 |⋅ 2
2( - 9 2 x + 3 2 ) = 12
-9x +3 = 12 | -3
-9x = 9 |:(-9 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 3 4 + 5 4 ( -1 )

= - 3 4 - 5 4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = -2 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 -5y = ?

5x -14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 4 +10 = 14

5x -14y = 10 +28 = 38

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 14

5x -14y = 38

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -12y = 9 (I) x +3y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4x -12y = 9 (I) x +3y = -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 +3y = -2 | -3y
x = -2 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -12y = 9 (I) x = ( -2 -3y ) (II)

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

-4 · ( -2 -3y ) -12y = 9
12y +8 -12y = 9
8 = 9 | -8
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 460 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1625 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 = 460 (I) 6x -5y = 1625 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 460
-4y +2x = 460 | -2x
-4y = 460 -2x |:(-4 )
y = -115 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + 1 2 x ) (I) 6x -5y = 1625 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -115 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -115 + 1 2 x ) = 1625
6x - 5 2 x +575 = 1625
7 2 x +575 = 1625 |⋅ 2
2( 7 2 x +575 ) = 3250
7x +1150 = 3250 | -1150
7x = 2100 |:7
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -115 + 1 2 300

= -115 +150

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35