Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = -7 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

( -1 ) +2y = -7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -1 ) +2y = -7
-1 +2y = -7
2y -1 = -7 | +1
2y = -6 |:2
y = -3

Die Lösung ist somit: (-1|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|0)
denn 4⋅3 +40 = 12 +0 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-4)
denn 4⋅7 +4( - 4 ) = 28 -16 = 12

Oder : (-1|4)
denn 4⋅( - 1 ) +44 = -4 +16 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 19 (I) +4y = 20 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 19 (I) +4y = 20 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

4y = 20 |:4
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 19 (I) +y = 5 (II)

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

2x + 3 · 5 = 19
2x +15 = 19 | -15
2x = 4 |:2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = -7 (I) -4x +y = -1 (II)

Lösung einblenden
2x +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:

2x +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:

2x + 1 · ( -1 +4x ) = -7
2x -1 +4x = -7
6x -1 = -7 | +1
6x = -6 |:6
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

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = -19 (I) 5x -3y = 0 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -19 (I) 5x -3y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = -19
-2y -3x = -19 | +3x
-2y = -19 +3x |:(-2 )
y = 19 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 2 - 3 2 x ) (I) 5x -3y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 19 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( 19 2 - 3 2 x ) = 0
5x - 57 2 + 9 2 x = 0
19 2 x - 57 2 = 0 |⋅ 2
2( 19 2 x - 57 2 ) = 0
19x -57 = 0 | +57
19x = 57 |:19
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 2 - 3 2 3

= 19 2 - 9 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x -y = 8 5 (I) -3x + 3 4 y = 39 2 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x -y = 8 5 (I) -3x + 3 4 y = 39 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:

- 3 5 x - y = 8 5
-y - 3 5 x = 8 5 |⋅ 5
5( -y - 3 5 x) = 8
-5y -3x = 8 | +3x
-5y = 8 +3x |:(-5 )
y = - 8 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 8 5 - 3 5 x ) (I) -3x + 3 4 y = 39 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 8 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 4 · ( - 8 5 - 3 5 x ) = 39 2
-3x - 6 5 - 9 20 x = 39 2
- 69 20 x - 6 5 = 39 2 |⋅ 20
20( - 69 20 x - 6 5 ) = 390
-69x -24 = 390 | +24
-69x = 414 |:(-69 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 8 5 - 3 5 ( -6 )

= - 8 5 + 18 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|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.:

-2x -4y = ?

-3x -3y = ?

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

-2x -4y = -6 -16 = -22

-3x -3y = -9 -12 = -21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = -22

-3x -3y = -21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +4y = 3 (I) 2x -8y = -6 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 3 (I) 2x -8y = -6 (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 +4y = 3 | -4y
-x = 3 -4y |:(-1 )
x = -3 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -3 +4y ) (I) 2x -8y = -6 (II)

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

2 · ( -3 +4y ) -8y = -6
-6 +8y -8y = -6
-6 = -6 | +6
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 6 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 800 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 300 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:

6x -2y = 800 (I) 3x -3y = 300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -2y = 800
-2y +6x = 800 | -6x
-2y = 800 -6x |:(-2 )
y = -400 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -400 +3x ) (I) 3x -3y = 300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -400 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -400 +3x ) = 300
3x +1200 -9x = 300
-6x +1200 = 300 | -1200
-6x = -900 |:(-6 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -400 +3150

= -400 +450

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50