Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 38 .

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 -5( -6 ) = 38

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -5( -6 ) = 38
-4x +30 = 38 | -30
-4x = 8 |:(-4 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = 18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|2)
denn 4⋅7 -52 = 28 -10 = 18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-2)
denn 4⋅2 -5( - 2 ) = 8 +10 = 18

Oder : (12|6)
denn 4⋅12 -56 = 48 -30 = 18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 12 (I) -4x +4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-2x = 12 (I) -4x +4y = 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:

-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -6 ) +4y = 8
24 +4y = 8
4y +24 = 8 | -24
4y = -16 |:4
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -10 (I) x -4y = 16 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -10 (I) x -4y = 16 (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 -4y = 16 | +4y
x = 16 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = -10 (I) x = ( 16 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 16 +4y ) +2y = -10
-16 -4y +2y = -10
-2y -16 = -10 | +16
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 +4( -3 )

= 16 -12

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = 13 (I) -3x +3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 13 (I) -3x +3y = -15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -4y = 13
-4y -3x = 13 | +3x
-4y = 13 +3x |:(-4 )
y = - 13 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 4 - 3 4 x ) (I) -3x +3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( - 13 4 - 3 4 x ) = -15
-3x - 39 4 - 9 4 x = -15
- 21 4 x - 39 4 = -15 |⋅ 4
4( - 21 4 x - 39 4 ) = -60
-21x -39 = -60 | +39
-21x = -21 |:(-21 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 13 4 - 3 4 1

= - 13 4 - 3 4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4 = 5x +2( 11 + y) (I)
-5x -27 - y = -3 (II)

Lösung einblenden

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

4 = 5x +2( 11 + y) (I)
-5x -27 - y = -3 (II)
4 = 5x +22 +2y | -4 -5x -2y (I)
-5x -27 - y = -3 | + 27 (II)
-5x -2y = 18 (I) -5x -y = 24 (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:

-5x - y = 24
-y -5x = 24 | +5x
-y = 24 +5x |:(-1 )
y = -24 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-5x -2y = 18 (I) +y = ( -24 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -24 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -2 · ( -24 -5x ) = 18
-5x +48 +10x = 18
5x +48 = 18 | -48
5x = -30 |:5
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -24 -5( -6 )

= -24 +30

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -3 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 +4y = ?

1x -7y = ?

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

-1x +4y = -5 -12 = -17

1x -7y = 5 +21 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +4y = -17

1x -7y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = 1 (I) 6x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 1 (I) 6x +4y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 3 2 x ) (I) 6x +4y = -2 (II)

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

6x + 4 · ( - 1 2 - 3 2 x ) = -2
6x -2 -6x = -2
-2 = -2 | +2
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 980 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 230 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:

7x -2y = 980 (I) 2x -2y = 230 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 980
-2y +7x = 980 | -7x
-2y = 980 -7x |:(-2 )
y = -490 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -490 + 7 2 x ) (I) 2x -2y = 230 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -490 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -490 + 7 2 x ) = 230
2x +980 -7x = 230
-5x +980 = 230 | -980
-5x = -750 |:(-5 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -490 + 7 2 150

= -490 +525

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35