Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x - y = 32 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

5x - ( -2 ) = 32

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x - ( -2 ) = 32
5x +2 = 32 | -2
5x = 30 |:5
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|3)
denn -1⋅0 +43 = 0 +12 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|4)
denn -1⋅4 +44 = -4 +16 = 12

Oder : (-4|2)
denn -1⋅( - 4 ) +42 = 4 +8 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = -10 (I) x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
2x = -10 (I) x +y = -6 (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) x +y = -6 (II)

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

1 · ( -5 ) + y = -6
-5 + y = -6
y -5 = -6 | +5
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 22 (I) -3x -4y = 14 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 22 (I) -3x -4y = 14 (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 = 22 | +4y
x = 22 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 22 +4y ) (I) -3x -4y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 22 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 22 +4y ) -4y = 14
-66 -12y -4y = 14
-16y -66 = 14 | +66
-16y = 80 |:(-16 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 +4( -5 )

= 22 -20

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 36 (I) -4x +2y = 12 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 36 (I) -4x +2y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -4y = 36
-4y -2x = 36 | +2x
-4y = 36 +2x |:(-4 )
y = -9 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 - 1 2 x ) (I) -4x +2y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -9 - 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( -9 - 1 2 x ) = 12
-4x -18 - x = 12
-5x -18 = 12 | +18
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 - 1 2 ( -6 )

= -9 +3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 3 - 2 3 ( -1 )

= 1 3 + 2 3

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

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.:

3x +2y = ?

7x +6y = ?

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

3x +2y = 15 -8 = 7

7x +6y = 35 -24 = 11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +2y = 7

7x +6y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( 1 -3y ) +12y = 4
4 -12y +12y = 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 2000 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 700 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 = 2000 (I) 3x -4y = 700 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 2000
-2y +7x = 2000 | -7x
-2y = 2000 -7x |:(-2 )
y = -1000 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1000 + 7 2 x ) (I) 3x -4y = 700 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -1000 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -1000 + 7 2 x ) = 700
3x +4000 -14x = 700
-11x +4000 = 700 | -4000
-11x = -3300 |:(-11 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1000 + 7 2 300

= -1000 +1050

= 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