Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = -28 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-5x - 3 = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x - 3 = -28
-5x -3 = -28 | +3
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = 34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|6)
denn 4⋅7 +16 = 28 +6 = 34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|2)
denn 4⋅8 +12 = 32 +2 = 34

Oder : (6|10)
denn 4⋅6 +110 = 24 +10 = 34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +3y = 12 (I) x = 6 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = 6


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

3 · 6 +3y = 12
18 +3y = 12
3y +18 = 12 | -18
3y = -6 |:3
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 16 (I) -x -4y = -19 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 16 (I) -x -4y = -19 (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 -4y = -19 | +4y
-x = -19 +4y |:(-1 )
x = 19 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = 16 (I) x = ( 19 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 19 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 19 -4y ) + y = 16
-38 +8y + y = 16
9y -38 = 16 | +38
9y = 54 |:9
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -46

= 19 -24

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = 14 (I) 5x -5y = 10 (II)

Lösung einblenden
4x -y = 14 (I) 5x -5y = 10 (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 = 14
-y +4x = 14 | -4x
-y = 14 -4x |:(-1 )
y = -14 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -14 +4x ) (I) 5x -5y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -14 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -14 +4x ) = 10
5x +70 -20x = 10
-15x +70 = 10 | -70
-15x = -60 |:(-15 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -14 +44

= -14 +16

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -x +9 )-3y = x (I)
-31 = -2x -5y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

3( -x +9 )-3y = x (I)
-31 = -2x -5y (II)
-3x +27 -3y = x | -27 - x (I)
-31 = -2x -5y | + 31 +2x +5y (II)
-4x -3y = -27 (I) 2x +5y = 31 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -27
-3y -4x = -27 | +4x
-3y = -27 +4x |:(-3 )
y = 9 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 - 4 3 x ) (I) 2x +5y = 31 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( 9 - 4 3 x ) = 31
2x +45 - 20 3 x = 31
- 14 3 x +45 = 31 |⋅ 3
3( - 14 3 x +45 ) = 93
-14x +135 = 93 | -135
-14x = -42 |:(-14 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 - 4 3 3

= 9 -4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-4x +3y = ?

-3x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-4x +3y = 8 -12 = -4

-3x +3y = 6 -12 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = -4

-3x +3y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x -3y = -9 (I) 2x +y = 3 (II)

Lösung einblenden
-6x -3y = -9 (I) 2x +y = 3 (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:

2x + y = 3
y +2x = 3 | -2x
y = 3 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-6x -3y = -9 (I) +y = ( 3 -2x ) (II)

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

-6x -3 · ( 3 -2x ) = -9
-6x -9 +6x = -9
-9 = -9 | +9
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 6 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1550 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 800 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:

6x -5y = 1550 (I) 3x -2y = 800 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 1550
-5y +6x = 1550 | -6x
-5y = 1550 -6x |:(-5 )
y = -310 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -310 + 6 5 x ) (I) 3x -2y = 800 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -310 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -310 + 6 5 x ) = 800
3x +620 - 12 5 x = 800
3 5 x +620 = 800 |⋅ 5
5( 3 5 x +620 ) = 4000
3x +3100 = 4000 | -3100
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -310 + 6 5 300

= -310 +360

= 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