Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = -15 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

x -53 = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -53 = -15
x -15 = -15 | +15
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -23 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|7)
denn 1⋅( - 2 ) -37 = -2 -21 = -23

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|6)
denn 1⋅( - 5 ) -36 = -5 -18 = -23

Oder : (1|8)
denn 1⋅1 -38 = 1 -24 = -23

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -12 (I) -4x -2y = 26 (II)

Lösung einblenden
3x = -12 (I) -4x -2y = 26 (II)

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

3x = -12 |:3
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

x = -4 (I) -4x -2y = 26 (II)

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

-4 · ( -4 ) -2y = 26
16 -2y = 26
-2y +16 = 26 | -16
-2y = 10 |:(-2 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = 9 (I) -4x +y = 1 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = 9 (I) -4x +y = 1 (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 = 1
y -4x = 1 | +4x
y = 1 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = 9 (I) +y = ( 1 +4x ) (II)

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

-x + 2 · ( 1 +4x ) = 9
-x +2 +8x = 9
7x +2 = 9 | -2
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +41

= 1 +4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -14 (I) -4x -2y = -26 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -14 (I) -4x -2y = -26 (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 -2y = -14 | +2y
-x = -14 +2y |:(-1 )
x = 14 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 14 -2y ) (I) -4x -2y = -26 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 14 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 14 -2y ) -2y = -26
-56 +8y -2y = -26
6y -56 = -26 | +56
6y = 30 |:6
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -25

= 14 -10

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = -11 (I) - 3 5 x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = -11 (I) - 3 5 x -y = 1 (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:

- 3 5 x - y = 1
-y - 3 5 x = 1 |⋅ 5
5( -y - 3 5 x) = 5
-5y -3x = 5 | +3x
-5y = 5 +3x |:(-5 )
y = -1 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = -11 (I) +y = ( -1 - 3 5 x ) (II)

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

-3x -1 · ( -1 - 3 5 x ) = -11
-3x +1 + 3 5 x = -11
- 12 5 x +1 = -11 |⋅ 5
5( - 12 5 x +1 ) = -55
-12x +5 = -55 | -5
-12x = -60 |:(-12 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 3 5 5

= -1 -3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

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.:

-2x -4y = ?

1x +4y = ?

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

-2x -4y = 10 +12 = 22

1x +4y = -5 -12 = -17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 22

1x +4y = -17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 1 - x ) = -2
-2x -2 +2x = -2
-2 = -2 | +2
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 2 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 425 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1360 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 -5y = 425 (I) 5x -4y = 1360 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 425
-5y +2x = 425 | -2x
-5y = 425 -2x |:(-5 )
y = -85 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -85 + 2 5 x ) (I) 5x -4y = 1360 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -85 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -85 + 2 5 x ) = 1360
5x +340 - 8 5 x = 1360
17 5 x +340 = 1360 |⋅ 5
5( 17 5 x +340 ) = 6800
17x +1700 = 6800 | -1700
17x = 5100 |:17
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -85 + 2 5 300

= -85 +120

= 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