Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-22 + y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-22 + y = -5
-4 + y = -5
y -4 = -5 | +4
y = -1

Die Lösung ist somit: (2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn 4⋅3 -41 = 12 -4 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-3)
denn 4⋅( - 1 ) -4( - 3 ) = -4 +12 = 8

Oder : (7|5)
denn 4⋅7 -45 = 28 -20 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x = -2 (I) -3x -2y = 8 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -2


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

-3 · ( -2 ) -2y = 8
6 -2y = 8
-2y +6 = 8 | -6
-2y = 2 |:(-2 )
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -1 +2y ) -3y = -2
-1 +2y -3y = -2
-y -1 = -2 | +1
-y = -1 |:(-1 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +21

= -1 +2

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 18 (I) x +2y = 10 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 18 (I) x +2y = 10 (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 = 10 | -2y
x = 10 -2y

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 18 (I) x = ( 10 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 10 -2y ) +3y = 18
20 -4y +3y = 18
-y +20 = 18 | -20
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -22

= 10 -4

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 12 (I) - 1 5 x - 1 3 y = - 4 15 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 12 (I) - 1 5 x - 1 3 y = - 4 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 + x ) (I) - 1 5 x - 1 3 y = - 4 15 (II)

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

- 1 5 x - 1 3 · ( 4 + x ) = - 4 15
- 1 5 x - 4 3 - 1 3 x = - 4 15
- 8 15 x - 4 3 = - 4 15 |⋅ 15
15( - 8 15 x - 4 3 ) = -4
-8x -20 = -4 | +20
-8x = 16 |:(-8 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -2

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = -4 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 +1y = ?

1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-1x +1y = 3 -4 = -1

1x +2y = -3 -8 = -11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +1y = -1

1x +2y = -11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +2y = 2 (I) 12x -8y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 2 (I) 12x -8y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + 3 2 x ) (I) 12x -8y = -8 (II)

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

12x -8 · ( 1 + 3 2 x ) = -8
12x -8 -12x = -8
-8 = -8 | +8
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 7 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 930 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 360 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:

7x -4y = 930 (I) 3x -3y = 360 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 930
-4y +7x = 930 | -7x
-4y = 930 -7x |:(-4 )
y = - 465 2 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 465 2 + 7 4 x ) (I) 3x -3y = 360 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 465 2 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( - 465 2 + 7 4 x ) = 360
3x + 1395 2 - 21 4 x = 360
- 9 4 x + 1395 2 = 360 |⋅ 4
4( - 9 4 x + 1395 2 ) = 1440
-9x +2790 = 1440 | -2790
-9x = -1350 |:(-9 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 465 2 + 7 4 150

= - 465 2 + 525 2

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30