Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-5( -3 ) -5y = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -3 ) -5y = -20
15 -5y = -20
-5y +15 = -20 | -15
-5y = -35 |:(-5 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (-3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -3y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|6)
denn -1⋅( - 3 ) -36 = 3 -18 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|7)
denn -1⋅( - 6 ) -37 = 6 -21 = -15

Oder : (0|5)
denn -1⋅0 -35 = 0 -15 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = 17 (I) 3x = -15 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 17 (I) 3x = -15 (II)

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

3x = -15 |:3
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = 17 (I) x = -5 (II)

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

-3 · ( -5 ) -2y = 17
15 -2y = 17
-2y +15 = 17 | -15
-2y = 2 |:(-2 )
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 +2y = 7 (I) -x +y = 11 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 7 (I) -x +y = 11 (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:

-x + y = 11
y - x = 11 | + x
y = 11 + x

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 7 (I) +y = ( 11 + x ) (II)

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

x + 2 · ( 11 + x ) = 7
x +22 +2x = 7
3x +22 = 7 | -22
3x = -15 |:3
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -18 (I) -x +y = -12 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -18 (I) -x +y = -12 (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:

-x + y = -12
y - x = -12 | + x
y = -12 + x

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = -18 (I) +y = ( -12 + x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 2 · ( -12 + x ) = -18
-x -24 +2x = -18
x -24 = -18 | +24
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +6

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( 14 - y) = 4( x -1 ) + y (I)
-x +25 = 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:

2( 14 - y) = 4( x -1 ) + y (I)
-x +25 = 5y (II)
28 -2y = 4x -4 + y | -28 -4x - y (I)
-x +25 = 5y | -25 -5y (II)
-4x -3y = -32 (I) -x -5y = -25 (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 -5y = -25 | +5y
-x = -25 +5y |:(-1 )
x = 25 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -3y = -32 (I) x = ( 25 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 25 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 25 -5y ) -3y = -32
-100 +20y -3y = -32
17y -100 = -32 | +100
17y = 68 |:17
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 25 -54

= 25 -20

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-2x -4y = ?

-6x -9y = ?

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

-2x -4y = -10 -20 = -30

-6x -9y = -30 -45 = -75

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = -30

-6x -9y = -75

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +y = -3 (I) -8x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -3 (I) -8x -2y = 6 (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 = -3
y +4x = -3 | -4x
y = -3 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 -4x ) (I) -8x -2y = 6 (II)

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

-8x -2 · ( -3 -4x ) = 6
-8x +6 +8x = 6
6 = 6 | -6
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 3 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 370 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 480 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 -2y = 370 (I) 4x -3y = 480 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 370
-2y +3x = 370 | -3x
-2y = 370 -3x |:(-2 )
y = -185 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -185 + 3 2 x ) (I) 4x -3y = 480 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -185 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -185 + 3 2 x ) = 480
4x +555 - 9 2 x = 480
- 1 2 x +555 = 480 |⋅ 2
2( - 1 2 x +555 ) = 960
-x +1110 = 960 | -1110
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -185 + 3 2 150

= -185 +225

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40