Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -5y = -65 .

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

Lösung einblenden

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

5x -56 = -65

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -56 = -65
5x -30 = -65 | +30
5x = -35 |:5
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|0)
denn -4⋅( - 2 ) +10 = 8 +0 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|4)
denn -4⋅( - 1 ) +14 = 4 +4 = 8

Oder : (-3|-4)
denn -4⋅( - 3 ) +1( - 4 ) = 12 -4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 19 (I) +2y = 10 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 19 (I) +2y = 10 (II)

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

2y = 10 |:2
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 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:

-4x -1 · 5 = 19
-4x -5 = 19 | +5
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

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: (-6|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -y = -6 (I) 4x +y = 18 (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 = 18
y +4x = 18 | -4x
y = 18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -1 · ( 18 -4x ) = -6
-2x -18 +4x = -6
2x -18 = -6 | +18
2x = 12 |:2
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -46

= 18 -24

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +2y = 2 (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:

-2x +2y = 2 (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:

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +2( -3 )

= 2 -6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x - 1 3 y = - 1 5 (I) - 3 2 x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
1 5 x - 1 3 y = - 1 5 (I) - 3 2 x +y = 6 (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:

- 3 2 x + y = 6
y - 3 2 x = 6 |⋅ 2
2( y - 3 2 x) = 12
2y -3x = 12 | +3x
2y = 12 +3x |:2
y = 6 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x - 1 3 y = - 1 5 (I) +y = ( 6 + 3 2 x ) (II)

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

1 5 x - 1 3 · ( 6 + 3 2 x ) = - 1 5
1 5 x -2 - 1 2 x = - 1 5
- 3 10 x -2 = - 1 5 |⋅ 10
10( - 3 10 x -2 ) = -2
-3x -20 = -2 | +20
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 3 2 ( -6 )

= 6 -9

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-3x +1y = ?

-2x +2y = ?

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

-3x +1y = -9 +3 = -6

-2x +2y = -6 +6 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = -6

-2x +2y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-8x +2y = 3 (I) 4x -y = -1 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

-8x +2y = 3 (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 ) = 3
-8x +2 +8x = 3
2 = 3 | -2
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 285 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 530 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:

3x -3y = 285 (I) 5x -4y = 530 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 285
-3y +3x = 285 | -3x
-3y = 285 -3x |:(-3 )
y = -95 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + x ) (I) 5x -4y = 530 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -95 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -95 + x ) = 530
5x +380 -4x = 530
x +380 = 530 | -380
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -95 +150

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55