Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -18 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

3( -6 ) -3y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -6 ) -3y = -18
-18 -3y = -18
-3y -18 = -18 | +18
-3y = 0 |:(-3 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (-6|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|2)
denn 3⋅0 +32 = 0 +6 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-1)
denn 3⋅3 +3( - 1 ) = 9 -3 = 6

Oder : (-3|5)
denn 3⋅( - 3 ) +35 = -9 +15 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-y = -3 |:(-1 )
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

+y = 3 (I) x +3y = 5 (II)

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

x + 3 · 3 = 5
x +9 = 5 | -9
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -22

= 1 -4

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -3y = 17 (I) -x -3y = -7 (II)

Lösung einblenden
5x -3y = 17 (I) -x -3y = -7 (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 = -7 | +3y
-x = -7 +3y |:(-1 )
x = 7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

5x -3y = 17 (I) x = ( 7 -3y ) (II)

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

5 · ( 7 -3y ) -3y = 17
35 -15y -3y = 17
-18y +35 = 17 | -35
-18y = -18 |:(-18 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -31

= 7 -3

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 2 x -2 · ( -2 + x ) = -2
1 2 x +4 -2x = -2
- 3 2 x +4 = -2 |⋅ 2
2( - 3 2 x +4 ) = -4
-3x +8 = -4 | -8
-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|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 -5y = ?

2x -9y = ?

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

1x -5y = 3 +20 = 23

2x -9y = 6 +36 = 42

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = 23

2x -9y = 42

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -4y = -2 (I) 8x +16y = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = -2 (I) 8x +16y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -4y = -2
-4y -2x = -2 | +2x
-4y = -2 +2x |:(-4 )
y = 1 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 - 1 2 x ) (I) 8x +16y = 6 (II)

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

8x + 16 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 6
8x +8 -8x = 6
8 = 6 | -8
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 5 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 530 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 340 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 -4y = 530 (I) 3x -2y = 340 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 530
-4y +5x = 530 | -5x
-4y = 530 -5x |:(-4 )
y = - 265 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 265 2 + 5 4 x ) (I) 3x -2y = 340 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 265 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( - 265 2 + 5 4 x ) = 340
3x +265 - 5 2 x = 340
1 2 x +265 = 340 |⋅ 2
2( 1 2 x +265 ) = 680
x +530 = 680 | -530
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 265 2 + 5 4 150

= - 265 2 + 375 2

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55