Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

5x -22 = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -22 = -14
5x -4 = -14 | +4
5x = -10 |:5
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = -10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-1)
denn 2⋅( - 7 ) -4( - 1 ) = -14 +4 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-11|-3)
denn 2⋅( - 11 ) -4( - 3 ) = -22 +12 = -10

Oder : (-3|1)
denn 2⋅( - 3 ) -41 = -6 -4 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 1 (I) 4x -y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x = 1 (I) 4x -y = -8 (II)

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

-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 4x -y = -8 (II)

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

4 · ( -1 ) - y = -8
-4 - y = -8
-y -4 = -8 | +4
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -8 -4y ) +4y = 8
24 +12y +4y = 8
16y +24 = 8 | -24
16y = -16 |:16
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. 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:

-4x -3y = -2 (I) -x +5y = -35 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -2 (I) -x +5y = -35 (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 +5y = -35 | -5y
-x = -35 -5y |:(-1 )
x = 35 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -3y = -2 (I) x = ( 35 +5y ) (II)

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

-4 · ( 35 +5y ) -3y = -2
-140 -20y -3y = -2
-23y -140 = -2 | +140
-23y = 138 |:(-23 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 35 +5( -6 )

= 35 -30

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +12 = 3y (I)
-2( x + y) +21 = 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:

-x +12 = 3y (I)
-2( x + y) +21 = 3y (II)
-x +12 = 3y | -12 -3y (I)
-2x +21 -2y = 3y | -21 -3y (II)
-x -3y = -12 (I) -2x -5y = -21 (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 -3y = -12 | +3y
-x = -12 +3y |:(-1 )
x = 12 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 -3y ) (I) -2x -5y = -21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 12 -3y ) -5y = -21
-24 +6y -5y = -21
y -24 = -21 | +24
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -33

= 12 -9

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-1x -5y = ?

2x +11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-1x -5y = -5 +15 = 10

2x +11y = 10 -33 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = 10

2x +11y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +6y = 2 (I) x -3y = -1 (II)

Lösung einblenden
-2x +6y = 2 (I) x -3y = -1 (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 = -1 | +3y
x = -1 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +6y = 2 (I) x = ( -1 +3y ) (II)

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

-2 · ( -1 +3y ) +6y = 2
2 -6y +6y = 2
2 = 2 | -2
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 650 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 950 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:

5x -2y = 650 (I) 7x -2y = 950 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 650
-2y +5x = 650 | -5x
-2y = 650 -5x |:(-2 )
y = -325 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -325 + 5 2 x ) (I) 7x -2y = 950 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -325 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -325 + 5 2 x ) = 950
7x +650 -5x = 950
2x +650 = 950 | -650
2x = 300 |:2
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -325 + 5 2 150

= -325 +375

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50