Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -19 .

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-4x + ( -7 ) = -19

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x + ( -7 ) = -19
-4x -7 = -19 | +7
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|2)
denn 3⋅( - 1 ) -32 = -3 -6 = -9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-1)
denn 3⋅( - 4 ) -3( - 1 ) = -12 +3 = -9

Oder : (2|5)
denn 3⋅2 -35 = 6 -15 = -9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 2. 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 -2y = 6 (I) x = 2 (II)

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

-1 · 2 -2y = 6
-2 -2y = 6
-2y -2 = 6 | +2
-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 6 (I) 3x -y = -12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 6 (I) 3x -y = -12 (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 = -12
-y +3x = -12 | -3x
-y = -12 -3x |:(-1 )
y = 12 +3x

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = 6 (I) +y = ( 12 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 12 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -2 · ( 12 +3x ) = 6
x -24 -6x = 6
-5x -24 = 6 | +24
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 +3( -6 )

= 12 -18

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +4y = 22 (I) x -2y = -4 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = 22 (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:

5x +4y = 22 (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:

5 · ( -4 +2y ) +4y = 22
-20 +10y +4y = 22
14y -20 = 22 | +20
14y = 42 |:14
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +23

= -4 +6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -21 = 3( x - y) -1 (I)
40 = 5x +3y (II)

Lösung einblenden

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

4x -21 = 3( x - y) -1 (I)
40 = 5x +3y (II)
4x -21 = 3x -1 -3y | + 21 -3x +3y (I)
40 = 5x +3y | -40 -5x -3y (II)
x +3y = 20 (I) -5x -3y = -40 (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 = 20 | -3y
x = 20 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 20 -3y ) (I) -5x -3y = -40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 20 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 20 -3y ) -3y = -40
-100 +15y -3y = -40
12y -100 = -40 | +100
12y = 60 |:12
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -35

= 20 -15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

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.:

5x -3y = ?

1x -4y = ?

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

5x -3y = 15 +12 = 27

1x -4y = 3 +16 = 19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -3y = 27

1x -4y = 19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x +9y = -6 (I) 2x -3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-6x +9y = -6 (I) 2x -3y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x +9y = -6
9y -6x = -6 | +6x
9y = -6 +6x |:9
y = - 2 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 810 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1410 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:

3x -3y = 810 (I) 5x -3y = 1410 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 810
-3y +3x = 810 | -3x
-3y = 810 -3x |:(-3 )
y = -270 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -270 + x ) (I) 5x -3y = 1410 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -270 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -270 + x ) = 1410
5x +810 -3x = 1410
2x +810 = 1410 | -810
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -270 +300

= 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