Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = 6 .

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

Lösung einblenden

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

2x -4( -5 ) = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -4( -5 ) = 6
2x +20 = 6 | -20
2x = -14 |:2
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = 25 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|5)
denn -5⋅( - 3 ) +25 = 15 +10 = 25

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|10)
denn -5⋅( - 1 ) +210 = 5 +20 = 25

Oder : (-5|0)
denn -5⋅( - 5 ) +20 = 25 +0 = 25

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 6 (I) -4x = 24 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 6 (I) -4x = 24 (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 = 24 |:(-4 )
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -6 ) +2y = 6
18 +2y = 6
2y +18 = 6 | -18
2y = -12 |:2
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +y = -2 (I) x +3y = -13 (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 +3y = -13 | -3y
x = -13 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -13 -3y ) + y = -2
26 +6y + y = -2
7y +26 = -2 | -26
7y = -28 |:7
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 -3( -4 )

= -13 +12

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = -32 (I) 4x -2y = 34 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = -32 (I) 4x -2y = 34 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = -32
4y -2x = -32 | +2x
4y = -32 +2x |:4
y = -8 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 + 1 2 x ) (I) 4x -2y = 34 (II)

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

4x -2 · ( -8 + 1 2 x ) = 34
4x +16 - x = 34
3x +16 = 34 | -16
3x = 18 |:3
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 1 2 6

= -8 +3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x + 1 5 y = 11 20 (I) -x +3y = 11 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x + 1 5 y = 11 20 (I) -x +3y = 11 (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 +3y = 11 | -3y
-x = 11 -3y |:(-1 )
x = -11 +3y

Als neues LGS erhält man so:

- 1 4 x + 1 5 y = 11 20 (I) x = ( -11 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 4 · ( -11 +3y ) + 1 5 y = 11 20
11 4 - 3 4 y + 1 5 y = 11 20
- 11 20 y + 11 4 = 11 20 |⋅ 20
20( - 11 20 y + 11 4 ) = 11
-11y +55 = 11 | -55
-11y = -44 |:(-11 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 +34

= -11 +12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 10 +20 = 30

5x -11y = 25 +44 = 69

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 30

5x -11y = 69

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

9x +12y = -3 (I) -3x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
9x +12y = -3 (I) -3x -4y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

9x +12y = -3
12y +9x = -3 | -9x
12y = -3 -9x |:12
y = - 1 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -4 · ( - 1 4 - 3 4 x ) = 1
-3x +1 +3x = 1
1 = 1 | -1
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 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1850 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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 -5y = 1850 (I) 3x -3y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1850
-5y +7x = 1850 | -7x
-5y = 1850 -7x |:(-5 )
y = -370 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -370 + 7 5 x ) (I) 3x -3y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -370 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -370 + 7 5 x ) = 750
3x +1110 - 21 5 x = 750
- 6 5 x +1110 = 750 |⋅ 5
5( - 6 5 x +1110 ) = 3750
-6x +5550 = 3750 | -5550
-6x = -1800 |:(-6 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -370 + 7 5 300

= -370 +420

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50