Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = 29 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-3x +45 = 29

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +45 = 29
-3x +20 = 29 | -20
-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = 1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|0)
denn -1⋅( - 1 ) -50 = 1 +0 = 1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|1)
denn -1⋅( - 6 ) -51 = 6 -5 = 1

Oder : (4|-1)
denn -1⋅4 -5( - 1 ) = -4 +5 = 1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 16 (I) x +4y = -28 (II)

Lösung einblenden
-4x = 16 (I) x +4y = -28 (II)

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

-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

x = -4 (I) x +4y = -28 (II)

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

1 · ( -4 ) +4y = -28
-4 +4y = -28
4y -4 = -28 | +4
4y = -24 |:4
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 0 (I) x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
x -y = 0 (I) x -2y = 4 (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 = 4 | +2y
x = 4 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( 4 +2y ) - y = 0
4 +2y - y = 0
y +4 = 0 | -4
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +2( -4 )

= 4 -8

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -4 +4y ) -2y = 4
-8 +8y -2y = 4
6y -8 = 4 | +8
6y = 12 |:6
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +42

= -4 +8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x - 2 3 y = 14 15 (I) - 2 5 x +2y = - 38 5 (II)

Lösung einblenden
2 5 x - 2 3 y = 14 15 (I) - 2 5 x +2y = - 38 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2 5 x - 2 3 y = 14 15
- 2 3 y + 2 5 x = 14 15 |⋅ 15
15( - 2 3 y + 2 5 x) = 14
-10y +6x = 14 | -6x
-10y = 14 -6x |:(-10 )
y = - 7 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 5 + 3 5 x ) (I) - 2 5 x +2y = - 38 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 5 x + 2 · ( - 7 5 + 3 5 x ) = - 38 5
- 2 5 x - 14 5 + 6 5 x = - 38 5
4 5 x - 14 5 = - 38 5 |⋅ 5
5( 4 5 x - 14 5 ) = -38
4x -14 = -38 | +14
4x = -24 |:4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 5 + 3 5 ( -6 )

= - 7 5 - 18 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

2x +5y = ?

5x +14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

2x +5y = -2 -20 = -22

5x +14y = -5 -56 = -61

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +5y = -22

5x +14y = -61

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
9x -3y = 9 (I) -3x +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:

-3x + y = -3
y -3x = -3 | +3x
y = -3 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

9x -3 · ( -3 +3x ) = 9
9x +9 -9x = 9
9 = 9 | -9
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 4 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 495 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 725 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:

4x -3y = 495 (I) 6x -5y = 725 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 495
-3y +4x = 495 | -4x
-3y = 495 -4x |:(-3 )
y = -165 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -165 + 4 3 x ) (I) 6x -5y = 725 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -165 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -165 + 4 3 x ) = 725
6x +825 - 20 3 x = 725
- 2 3 x +825 = 725 |⋅ 3
3( - 2 3 x +825 ) = 2175
-2x +2475 = 2175 | -2475
-2x = -300 |:(-2 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -165 + 4 3 150

= -165 +200

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35