Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2x + 6 = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x + 6 = 6
-2x +6 = 6 | -6
-2x = 0 |:(-2 )
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|0)
denn -5⋅( - 4 ) +40 = 20 +0 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|5)
denn -5⋅0 +45 = 0 +20 = 20

Oder : (-8|-5)
denn -5⋅( - 8 ) +4( - 5 ) = 40 -20 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 10 (I) -2x +2y = -18 (II)

Lösung einblenden
2x = 10 (I) -2x +2y = -18 (II)

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

2x = 10 |:2
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

x = 5 (I) -2x +2y = -18 (II)

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

-2 · 5 +2y = -18
-10 +2y = -18
2y -10 = -18 | +10
2y = -8 |:2
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -5 (I) -4x +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -5 (I) -4x +4y = 12 (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 = -5 | +2y
x = -5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -5 +2y ) (I) -4x +4y = 12 (II)

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

-4 · ( -5 +2y ) +4y = 12
20 -8y +4y = 12
-4y +20 = 12 | -20
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +22

= -5 +4

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -4y = 16 (I) -3x -y = 4 (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:

-3x - y = 4
-y -3x = 4 | +3x
-y = 4 +3x |:(-1 )
y = -4 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -4 · ( -4 -3x ) = 16
-3x +16 +12x = 16
9x +16 = 16 | -16
9x = 0 |:9
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -30

= -4 +0

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 4 x -3y = -18 (I) - 2 3 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

Lösung einblenden
3 4 x -3y = -18 (I) - 2 3 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 4 x -3y = -18
-3y + 3 4 x = -18 |⋅ 4
4( -3y + 3 4 x) = -72
-12y +3x = -72 | -3x
-12y = -72 -3x |:(-12 )
y = 6 + 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 + 1 4 x ) (I) - 2 3 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 6 + 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 3 x - 2 5 · ( 6 + 1 4 x ) = - 12 5
- 2 3 x - 12 5 - 1 10 x = - 12 5
- 23 30 x - 12 5 = - 12 5 |⋅ 30
30( - 23 30 x - 12 5 ) = -72
-23x -72 = -72 | +72
-23x = 0 |:(-23 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 1 4 ( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x +5y = ?

-1x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-5x +5y = -25 -5 = -30

-1x +3y = -5 -3 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +5y = -30

-1x +3y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -8y = 12 (I) -x +2y = -3 (II)

Lösung einblenden
4x -8y = 12 (I) -x +2y = -3 (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 = -3 | -2y
-x = -3 -2y |:(-1 )
x = 3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

4x -8y = 12 (I) x = ( 3 +2y ) (II)

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

4 · ( 3 +2y ) -8y = 12
12 +8y -8y = 12
12 = 12 | -12
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1900 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 950 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 -4y = 1900 (I) 4x -5y = 950 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 1900
-4y +7x = 1900 | -7x
-4y = 1900 -7x |:(-4 )
y = -475 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -475 + 7 4 x ) (I) 4x -5y = 950 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -475 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -475 + 7 4 x ) = 950
4x +2375 - 35 4 x = 950
- 19 4 x +2375 = 950 |⋅ 4
4( - 19 4 x +2375 ) = 3800
-19x +9500 = 3800 | -9500
-19x = -5700 |:(-19 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -475 + 7 4 300

= -475 +525

= 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