Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = 14 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

4( -1 ) -3y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -1 ) -3y = 14
-4 -3y = 14
-3y -4 = 14 | +4
-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (-1|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|4)
denn -4⋅3 +44 = -12 +16 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|8)
denn -4⋅7 +48 = -28 +32 = 4

Oder : (-1|0)
denn -4⋅( - 1 ) +40 = 4 +0 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-3x = 6 |:(-3 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = -11 (I) -2x -3y = 7 (II)

Lösung einblenden
x +4y = -11 (I) -2x -3y = 7 (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 +4y = -11 | -4y
x = -11 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -11 -4y ) (I) -2x -3y = 7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -11 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -11 -4y ) -3y = 7
22 +8y -3y = 7
5y +22 = 7 | -22
5y = -15 |:5
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -4( -3 )

= -11 +12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = -18 (I) -4x -6y = -20 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -18 (I) -4x -6y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = -18
-5y -4x = -18 | +4x
-5y = -18 +4x |:(-5 )
y = 18 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 5 - 4 5 x ) (I) -4x -6y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 18 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -6 · ( 18 5 - 4 5 x ) = -20
-4x - 108 5 + 24 5 x = -20
4 5 x - 108 5 = -20 |⋅ 5
5( 4 5 x - 108 5 ) = -100
4x -108 = -100 | +108
4x = 8 |:4
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 5 - 4 5 2

= 18 5 - 8 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +1 = -1 + y (I)
2( x -8 )+3y = 0 (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 +1 = -1 + y (I)
2( x -8 )+3y = 0 (II)
-4x +1 = -1 + y | -1 - y (I)
2x -16 +3y = 0 | + 16 (II)
-4x -y = -2 (I) 2x +3y = 16 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-4x - y = -2
-y -4x = -2 | +4x
-y = -2 +4x |:(-1 )
y = 2 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 -4x ) (I) 2x +3y = 16 (II)

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

2x + 3 · ( 2 -4x ) = 16
2x +6 -12x = 16
-10x +6 = 16 | -6
-10x = 10 |:(-10 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -4( -1 )

= 2 +4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = 2 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 = ?

-6x -12y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

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

-6x -12y = -30 -24 = -54

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = -25

-6x -12y = -54

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -4 · ( 1 4 - 1 2 x ) = -1
-2x -1 +2x = -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 4 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 400 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 650 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:

4x -4y = 400 (I) 5x -2y = 650 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 400
-4y +4x = 400 | -4x
-4y = 400 -4x |:(-4 )
y = -100 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -100 + x ) (I) 5x -2y = 650 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -100 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -100 + x ) = 650
5x +200 -2x = 650
3x +200 = 650 | -200
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -100 +150

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50