Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = -5 .

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

40 +5y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

40 +5y = -5
5y = -5 |:5
y = -1

Die Lösung ist somit: (0|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn 2⋅6 -5( - 3 ) = 12 +15 = 27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-5)
denn 2⋅1 -5( - 5 ) = 2 +25 = 27

Oder : (11|-1)
denn 2⋅11 -5( - 1 ) = 22 +5 = 27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -8 (I) 4x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
4x = -8 (I) 4x +2y = -14 (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 = -8 |:4
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( -2 ) +2y = -14
-8 +2y = -14
2y -8 = -14 | +8
2y = -6 |:2
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 9 (I) -x +3y = -8 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 9 (I) -x +3y = -8 (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 = -8 | -3y
-x = -8 -3y |:(-1 )
x = 8 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = 9 (I) x = ( 8 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 8 +3y ) -4y = 9
8 +3y -4y = 9
-y +8 = 9 | -8
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +3( -1 )

= 8 -3

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +5y = -7 (I) -5x -3y = -18 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = -7 (I) -5x -3y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +5y = -7
5y -4x = -7 | +4x
5y = -7 +4x |:5
y = - 7 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 5 + 4 5 x ) (I) -5x -3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -3 · ( - 7 5 + 4 5 x ) = -18
-5x + 21 5 - 12 5 x = -18
- 37 5 x + 21 5 = -18 |⋅ 5
5( - 37 5 x + 21 5 ) = -90
-37x +21 = -90 | -21
-37x = -111 |:(-37 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 5 + 4 5 3

= - 7 5 + 12 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x - 2 3 y = 22 5 (I) 2x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x - 2 3 y = 22 5 (I) 2x +2y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 5 x - 2 3 y = 22 5
- 2 3 y - 2 5 x = 22 5 |⋅ 15
15( - 2 3 y - 2 5 x) = 66
-10y -6x = 66 | +6x
-10y = 66 +6x |:(-10 )
y = - 33 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 33 5 - 3 5 x ) (I) 2x +2y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 33 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( - 33 5 - 3 5 x ) = -14
2x - 66 5 - 6 5 x = -14
4 5 x - 66 5 = -14 |⋅ 5
5( 4 5 x - 66 5 ) = -70
4x -66 = -70 | +66
4x = -4 |:4
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 33 5 - 3 5 ( -1 )

= - 33 5 + 3 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -1 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 +2y = ?

-1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

2x +2y = 10 -2 = 8

-1x -2y = -5 +2 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 8

-1x -2y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x -12y = -1
-12y -12x = -1 | +12x
-12y = -1 +12x |:(-12 )
y = 1 12 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 1 12 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 1 12 - x ) = 1
3x + 1 4 -3x = 1
1 4 = 1 | - 1 4
0 = 3 4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1140 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 -2y = 1140 (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1140
-2y +4x = 1140 | -4x
-2y = 1140 -4x |:(-2 )
y = -570 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -570 +2x ) (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -570 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -570 +2x ) = 2010
7x +1710 -6x = 2010
x +1710 = 2010 | -1710
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -570 +2300

= -570 +600

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30