Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = 21 .

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

Lösung einblenden

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

-3( -7 ) -2y = 21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -7 ) -2y = 21
21 -2y = 21
-2y +21 = 21 | -21
-2y = 0 |:(-2 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-7|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-3)
denn -3⋅7 -2( - 3 ) = -21 +6 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|0)
denn -3⋅5 -20 = -15 +0 = -15

Oder : (9|-6)
denn -3⋅9 -2( - 6 ) = -27 +12 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x +2y = 0 (I) -y = 3 (II)

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

-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 2 · ( -3 ) = 0
-3x -6 = 0 | +6
-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = -6 (I) x +2y = -9 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -6 (I) x +2y = -9 (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 = -9 | -2y
x = -9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = -6 (I) x = ( -9 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -9 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -9 -2y ) - y = -6
-6y -27 - y = -6
-7y -27 = -6 | +27
-7y = 21 |:(-7 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 -2( -3 )

= -9 +6

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +5y = -1 (I) 2x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
-x +5y = -1 (I) 2x +4y = -12 (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 = -1 | -5y
-x = -1 -5y |:(-1 )
x = 1 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 +5y ) (I) 2x +4y = -12 (II)

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

2 · ( 1 +5y ) +4y = -12
10y +2 +4y = -12
14y +2 = -12 | -2
14y = -14 |:14
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +5( -1 )

= 1 -5

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

x - y = 3
-y + x = 3 | - x
-y = 3 - x |:(-1 )
y = -3 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 2 5 x -1 · ( -3 + x ) = 3
- 2 5 x - x +3 = 3
- 7 5 x +3 = 3 |⋅ 5
5( - 7 5 x +3 ) = 15
-7x +15 = 15 | -15
-7x = 0 |:(-7 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 +0

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

-2x +5y = ?

2x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-2x +5y = 8 -25 = -17

2x -6y = -8 +30 = 22

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = -17

2x -6y = 22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x -16y = 13 (I) -3x +4y = -3 (II)

Lösung einblenden
12x -16y = 13 (I) -3x +4y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x -16y = 13
-16y +12x = 13 | -12x
-16y = 13 -12x |:(-16 )
y = - 13 16 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 16 + 3 4 x ) (I) -3x +4y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 16 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( - 13 16 + 3 4 x ) = -3
-3x +3x - 13 4 = -3
- 13 4 = -3 | + 13 4
0 = 1 4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 820 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 740 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:

3x -2y = 820 (I) 3x -4y = 740 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 820
-2y +3x = 820 | -3x
-2y = 820 -3x |:(-2 )
y = -410 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -410 + 3 2 x ) (I) 3x -4y = 740 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -410 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -410 + 3 2 x ) = 740
3x -6x +1640 = 740
-3x +1640 = 740 | -1640
-3x = -900 |:(-3 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -410 + 3 2 300

= -410 +450

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40