Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

-55 -4y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-55 -4y = -5
-25 -4y = -5
-4y -25 = -5 | +25
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (5|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-2)
denn -1⋅( - 6 ) +5( - 2 ) = 6 -10 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-1)
denn -1⋅( - 1 ) +5( - 1 ) = 1 -5 = -4

Oder : (-11|-3)
denn -1⋅( - 11 ) +5( - 3 ) = 11 -15 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x = 4 (I) -4x -2y = 8 (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 = 4 |:(-4 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) -4x -2y = 8 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = -7 (I) 4x +y = -1 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -7 (I) 4x +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:

4x + y = -1
y +4x = -1 | -4x
y = -1 -4x

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = -7 (I) +y = ( -1 -4x ) (II)

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

4x -1 · ( -1 -4x ) = -7
4x +1 +4x = -7
8x +1 = -7 | -1
8x = -8 |:8
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -4( -1 )

= -1 +4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = 17 (I) 5x -4y = -22 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 17 (I) 5x -4y = -22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = 17
3y -4x = 17 | +4x
3y = 17 +4x |:3
y = 17 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 3 + 4 3 x ) (I) 5x -4y = -22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( 17 3 + 4 3 x ) = -22
5x - 68 3 - 16 3 x = -22
- 1 3 x - 68 3 = -22 |⋅ 3
3( - 1 3 x - 68 3 ) = -66
-x -68 = -66 | +68
-x = 2 |:(-1 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 3 + 4 3 ( -2 )

= 17 3 - 8 3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x - 1 2 y = - 1 6 (I) 2 3 x +y = 13 3 (II)

Lösung einblenden
2 3 x - 1 2 y = - 1 6 (I) 2 3 x +y = 13 3 (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:

2 3 x + y = 13 3
y + 2 3 x = 13 3 |⋅ 3
3( y + 2 3 x) = 13
3y +2x = 13 | -2x
3y = 13 -2x |:3
y = 13 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

2 3 x - 1 2 y = - 1 6 (I) +y = ( 13 3 - 2 3 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 13 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 3 x - 1 2 · ( 13 3 - 2 3 x ) = - 1 6
2 3 x - 13 6 + 1 3 x = - 1 6
x - 13 6 = - 1 6 |⋅ 6
6( x - 13 6 ) = -1
6x -13 = -1 | +13
6x = 12 |:6
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 3 - 2 3 2

= 13 3 - 4 3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 5 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 -3y = ?

3x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -3y = 3 -15 = -12

3x +6y = -9 +30 = 21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -12

3x +6y = 21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -6y = -3 (I) -x +2y = 1 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

3x -6y = -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 ) -6y = -3
-3 +6y -6y = -3
-3 = -3 | +3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 100 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 780 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 -5y = 100 (I) 6x -3y = 780 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 100
-5y +2x = 100 | -2x
-5y = 100 -2x |:(-5 )
y = -20 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -20 + 2 5 x ) (I) 6x -3y = 780 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -20 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -20 + 2 5 x ) = 780
6x +60 - 6 5 x = 780
24 5 x +60 = 780 |⋅ 5
5( 24 5 x +60 ) = 3900
24x +300 = 3900 | -300
24x = 3600 |:24
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 + 2 5 150

= -20 +60

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40