Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = 25 .

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

Lösung einblenden

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

-4( -7 ) + y = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -7 ) + y = 25
28 + y = 25
y +28 = 25 | -28
y = -3

Die Lösung ist somit: (-7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-3)
denn 1⋅( - 3 ) -1( - 3 ) = -3 +3 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-4)
denn 1⋅( - 4 ) -1( - 4 ) = -4 +4 = 0

Oder : (-2|-2)
denn 1⋅( - 2 ) -1( - 2 ) = -2 +2 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = -6


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

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

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -3y = 9 (I) x +2y = -5 (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 = -5 | -2y
x = -5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -5 -2y ) -3y = 9
15 +6y -3y = 9
3y +15 = 9 | -15
3y = -6 |:3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -2( -2 )

= -5 +4

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +y = -17 (I) -x -2y = -2 (II)

Lösung einblenden
5x +y = -17 (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 |:(-1 )
x = 2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

5x +y = -17 (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:

5 · ( 2 -2y ) + y = -17
10 -10y + y = -17
-9y +10 = -17 | -10
-9y = -27 |:(-9 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -23

= 2 -6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -6( x +3 ) (I)
3x -2y = 7 +2y (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 +3y = -6( x +3 ) (I)
3x -2y = 7 +2y (II)
-4x +3y = -6x -18 | + 6x (I)
3x -2y = 7 +2y | -2y (II)
2x +3y = -18 (I) 3x -4y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = -18
3y +2x = -18 | -2x
3y = -18 -2x |:3
y = -6 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - 2 3 x ) (I) 3x -4y = 7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -6 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -6 - 2 3 x ) = 7
3x +24 + 8 3 x = 7
17 3 x +24 = 7 |⋅ 3
3( 17 3 x +24 ) = 21
17x +72 = 21 | -72
17x = -51 |:17
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - 2 3 ( -3 )

= -6 +2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

3x -5y = ?

2x -6y = ?

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

3x -5y = 15 -25 = -10

2x -6y = 10 -30 = -20

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -5y = -10

2x -6y = -20

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-8x -2y = -2 (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:

-8x -2y = -2 (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:

-8x -2 · ( 1 -4x ) = -2
-8x -2 +8x = -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 6 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 720 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 675 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 -4y = 720 (I) 6x -5y = 675 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 720
-4y +6x = 720 | -6x
-4y = 720 -6x |:(-4 )
y = -180 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -180 + 3 2 x ) (I) 6x -5y = 675 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -180 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -180 + 3 2 x ) = 675
6x +900 - 15 2 x = 675
- 3 2 x +900 = 675 |⋅ 2
2( - 3 2 x +900 ) = 1350
-3x +1800 = 1350 | -1800
-3x = -450 |:(-3 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -180 + 3 2 150

= -180 +225

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45