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 + y = -16 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

3x + ( -1 ) = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x + ( -1 ) = -16
3x -1 = -16 | +1
3x = -15 |:3
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -27 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-4)
denn -5⋅3 +3( - 4 ) = -15 -12 = -27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|1)
denn -5⋅6 +31 = -30 +3 = -27

Oder : (0|-9)
denn -5⋅0 +3( - 9 ) = 0 -27 = -27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -38 (I) -y = -5 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -38 (I) -y = -5 (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 = -5 |:(-1 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = -38 (I) +y = 5 (II)

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

3x -4 · 5 = -38
3x -20 = -38 | +20
3x = -18 |:3
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = -27 (I) x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = -27 (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:

-3x -4y = -27 (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:

-3 · ( -1 +2y ) -4y = -27
3 -6y -4y = -27
-10y +3 = -27 | -3
-10y = -30 |:(-10 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +23

= -1 +6

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +3y = 12 (I) 5x -4y = 38 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = 12 (I) 5x -4y = 38 (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) 5x -4y = 38 (II)

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

5x -4 · ( 4 - x ) = 38
5x -16 +4x = 38
9x -16 = 38 | +16
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 6

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = 0 (I) - 1 3 x - 2 5 y = - 1 15 (II)

Lösung einblenden
x +y = 0 (I) - 1 3 x - 2 5 y = - 1 15 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

x + y = 0
y + x = 0 | - x
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

+y = - x (I) - 1 3 x - 2 5 y = - 1 15 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -( -1 )

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

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 -4y = ?

-3x +9y = ?

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

1x -4y = 3 +16 = 19

-3x +9y = -9 -36 = -45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -4y = 19

-3x +9y = -45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( 2 +3y ) -6y = 6
4 +6y -6y = 6
4 = 6 | -4
0 = 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 465 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1920 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 -3y = 465 (I) 7x -4y = 1920 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 465
-3y +2x = 465 | -2x
-3y = 465 -2x |:(-3 )
y = -155 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -155 + 2 3 x ) (I) 7x -4y = 1920 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -155 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -155 + 2 3 x ) = 1920
7x +620 - 8 3 x = 1920
13 3 x +620 = 1920 |⋅ 3
3( 13 3 x +620 ) = 5760
13x +1860 = 5760 | -1860
13x = 3900 |:13
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -155 + 2 3 300

= -155 +200

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45