Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x - y = -29 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-46 - y = -29

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-46 - y = -29
-24 - y = -29
-y -24 = -29 | +24
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Die Lösung ist somit: (6|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x + y = 3 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-1)
denn 1⋅4 +1( - 1 ) = 4 -1 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-2)
denn 1⋅5 +1( - 2 ) = 5 -2 = 3

Oder : (3|0)
denn 1⋅3 +10 = 3 +0 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 3 (I) 3x -2y = -15 (II)

Lösung einblenden
-x = 3 (I) 3x -2y = -15 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

x = -3 (I) 3x -2y = -15 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x +4y = 24 (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

Als neues LGS erhält man so:

3x +4y = 24 (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:

3 · ( -2 +2y ) +4y = 24
-6 +6y +4y = 24
10y -6 = 24 | +6
10y = 30 |:10
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 (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = -2 (I) -3x +5y = -21 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -2 (I) -3x +5y = -21 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = -2
2y +2x = -2 | -2x
2y = -2 -2x |:2
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - x ) (I) -3x +5y = -21 (II)

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

-3x + 5 · ( -1 - x ) = -21
-3x -5 -5x = -21
-8x -5 = -21 | +5
-8x = -16 |:(-8 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 2 y = -7 (I) - 1 2 x + 2 3 y = - 13 3 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 2 y = -7 (I) - 1 2 x + 2 3 y = - 13 3 (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 + 1 2 y = -7 |⋅ 2
2( -x + 1 2 y) = -14
-2x + y = -14 | - y
-2x = -14 - y |:(-2 )
x = 7 + 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 + 1 2 y ) (I) - 1 2 x + 2 3 y = - 13 3 (II)

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

- 1 2 · ( 7 + 1 2 y ) + 2 3 y = - 13 3
- 7 2 - 1 4 y + 2 3 y = - 13 3
5 12 y - 7 2 = - 13 3 |⋅ 12
12( 5 12 y - 7 2 ) = -52
5y -42 = -52 | +42
5y = -10 |:5
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 + 1 2 ( -2 )

= 7 -1

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -1 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 -4y = ?

-5x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-3x -4y = -9 +4 = -5

-5x -10y = -15 +10 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -4y = -5

-5x -10y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -1 +2y ) +8y = 4
4 -8y +8y = 4
4 = 4 | -4
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 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 2030 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1325 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 = 2030 (I) 5x -5y = 1325 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 2030
-2y +7x = 2030 | -7x
-2y = 2030 -7x |:(-2 )
y = -1015 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1015 + 7 2 x ) (I) 5x -5y = 1325 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -1015 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -1015 + 7 2 x ) = 1325
5x +5075 - 35 2 x = 1325
- 25 2 x +5075 = 1325 |⋅ 2
2( - 25 2 x +5075 ) = 2650
-25x +10150 = 2650 | -10150
-25x = -7500 |:(-25 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1015 + 7 2 300

= -1015 +1050

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35