Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = -18 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-x +5( -4 ) = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +5( -4 ) = -18
-x -20 = -18 | +20
-x = 2 |:(-1 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|3)
denn -3⋅3 +43 = -9 +12 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|6)
denn -3⋅7 +46 = -21 +24 = 3

Oder : (-1|0)
denn -3⋅( - 1 ) +40 = 3 +0 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

4y = -12 |:4
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -2 · ( -3 ) = 18
-4x +6 = 18 | -6
-4x = 12 |:(-4 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -6 (I) -x +4y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -6 (I) -x +4y = 15 (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 = 15 | -4y
-x = 15 -4y |:(-1 )
x = -15 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = -6 (I) x = ( -15 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -15 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -15 +4y ) + y = -6
-45 +12y + y = -6
13y -45 = -6 | +45
13y = 39 |:13
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 +43

= -15 +12

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -30 (I) -x -y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -30 (I) -x -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -30 (I) +y = ( -3 - x ) (II)

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

-4x + 3 · ( -3 - x ) = -30
-4x -9 -3x = -30
-7x -9 = -30 | +9
-7x = -21 |:(-7 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - 3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x + y = 14 (I)
-x +4( 2 + y) = 2 - y (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 + y = 14 (I)
-x +4( 2 + y) = 2 - y (II)
-4x + y = 14 (I)
-x +8 +4y = 2 - y | -8 + y (II)
-4x +y = 14 (I) -x +5y = -6 (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 = -6 | -5y
-x = -6 -5y |:(-1 )
x = 6 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 14 (I) x = ( 6 +5y ) (II)

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

-4 · ( 6 +5y ) + y = 14
-24 -20y + y = 14
-19y -24 = 14 | +24
-19y = 38 |:(-19 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +5( -2 )

= 6 -10

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

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.:

5x +4y = ?

1x +3y = ?

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

5x +4y = -10 -16 = -26

1x +3y = -2 -12 = -14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +4y = -26

1x +3y = -14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 2 · ( -1 +2x ) = -2
-4x -2 +4x = -2
-2 = -2 | +2
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 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 250 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 220 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 -5y = 250 (I) 2x -2y = 220 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 250
-5y +3x = 250 | -3x
-5y = 250 -3x |:(-5 )
y = -50 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -50 + 3 5 x ) (I) 2x -2y = 220 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -50 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -50 + 3 5 x ) = 220
2x +100 - 6 5 x = 220
4 5 x +100 = 220 |⋅ 5
5( 4 5 x +100 ) = 1100
4x +500 = 1100 | -500
4x = 600 |:4
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -50 + 3 5 150

= -50 +90

= 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