Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = -18 .

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

Lösung einblenden

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

4x -36 = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -36 = -18
4x -18 = -18 | +18
4x = 0 |:4
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = 15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-5)
denn -4⋅0 -3( - 5 ) = 0 +15 = 15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-1)
denn -4⋅( - 3 ) -3( - 1 ) = 12 +3 = 15

Oder : (3|-9)
denn -4⋅3 -3( - 9 ) = -12 +27 = 15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -18 (I) x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
-3x = -18 (I) x -y = 1 (II)

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

-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) x -y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch 6 ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · 6 - y = 1
6 - y = 1
-y +6 = 1 | -6
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -2( -2 )

= -2 +4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = 3 (I) -2x +2y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = 3 (I) -2x +2y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 + 3 4 x ) (I) -2x +2y = 0 (II)

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

-2x + 2 · ( - 3 4 + 3 4 x ) = 0
-2x - 3 2 + 3 2 x = 0
- 1 2 x - 3 2 = 0 |⋅ 2
2( - 1 2 x - 3 2 ) = 0
-x -3 = 0 | +3
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 3 4 + 3 4 ( -3 )

= - 3 4 - 9 4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2 -5y = 2x -9 (I)
-5 -2y = x -3( 2 + y) (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

3x -2 -5y = 2x -9 (I)
-5 -2y = x -3( 2 + y) (II)
3x -2 -5y = 2x -9 | + 2 -2x (I)
-5 -2y = x -6 -3y | + 5 - x +3y (II)
x -5y = -7 (I) -x +y = -1 (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:

-x + y = -1
y - x = -1 | + x
y = -1 + x

Als neues LGS erhält man so:

x -5y = -7 (I) +y = ( -1 + x ) (II)

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

x -5 · ( -1 + x ) = -7
x +5 -5x = -7
-4x +5 = -7 | -5
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 +3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

1x +5y = ?

2x +7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = 2 +5 = 7

2x +7y = 4 +7 = 11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = 7

2x +7y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -5y = -30 (I) -x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
2x -5y = -30 (I) -x +y = 6 (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:

-x + y = 6
y - x = 6 | + x
y = 6 + x

Als neues LGS erhält man so:

2x -5y = -30 (I) +y = ( 6 + x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 6 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( 6 + x ) = -30
2x -30 -5x = -30
-3x -30 = -30 | +30
-3x = 0 |:(-3 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 600 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 840 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 -5y = 600 (I) 6x -2y = 840 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 600
-5y +5x = 600 | -5x
-5y = 600 -5x |:(-5 )
y = -120 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -120 + x ) (I) 6x -2y = 840 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -120 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -2 · ( -120 + x ) = 840
6x +240 -2x = 840
4x +240 = 840 | -240
4x = 600 |:4
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -120 +150

= 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