Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x - y = 0.

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

Lösung einblenden

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

-3 - y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3 - y = 0
-3 - y = 0
-y -3 = 0 | +3
-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|7)
denn -5⋅1 -27 = -5 -14 = -19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|12)
denn -5⋅( - 1 ) -212 = 5 -24 = -19

Oder : (3|2)
denn -5⋅3 -22 = -15 -4 = -19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 9 (I) x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
+3y = 9 (I) x +2y = 7 (II)

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

3y = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

+y = 3 (I) x +2y = 7 (II)

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

x + 2 · 3 = 7
x +6 = 7 | -6
x = 1

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: (1|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = 3 (I) 4x +y = -21 (II)

Lösung einblenden
-x -y = 3 (I) 4x +y = -21 (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:

4x + y = -21
y +4x = -21 | -4x
y = -21 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = 3 (I) +y = ( -21 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -21 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -1 · ( -21 -4x ) = 3
-x +21 +4x = 3
3x +21 = 3 | -21
3x = -18 |:3
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -21 -4( -6 )

= -21 +24

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = 1 (I) -3x -5y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 1 (I) -3x -5y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -5 · ( - 1 4 - 3 4 x ) = -1
-3x + 5 4 + 15 4 x = -1
3 4 x + 5 4 = -1 |⋅ 4
4( 3 4 x + 5 4 ) = -4
3x +5 = -4 | -5
3x = -9 |:3
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 4 - 3 4 ( -3 )

= - 1 4 + 9 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 2 (I) 2 3 x - 1 2 y = - 5 3 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 2 (I) 2 3 x - 1 2 y = - 5 3 (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 = 2 | +3y
x = 2 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 3 · ( 2 +3y ) - 1 2 y = - 5 3
4 3 +2y - 1 2 y = - 5 3
3 2 y + 4 3 = - 5 3 |⋅ 6
6( 3 2 y + 4 3 ) = -10
9y +8 = -10 | -8
9y = -18 |:9
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +3( -2 )

= 2 -6

= -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.:

-1x -1y = ?

2x +1y = ?

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

-1x -1y = -2 -4 = -6

2x +1y = 4 +4 = 8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = -6

2x +1y = 8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = -3 (I) 16x +16y = 13 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = -3 (I) 16x +16y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 4 - x ) (I) 16x +16y = 13 (II)

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

16x + 16 · ( 3 4 - x ) = 13
16x +12 -16x = 13
12 = 13 | -12
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 495 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1925 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:

2x -3y = 495 (I) 7x -5y = 1925 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 495
-3y +2x = 495 | -2x
-3y = 495 -2x |:(-3 )
y = -165 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -165 + 2 3 x ) (I) 7x -5y = 1925 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -165 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -165 + 2 3 x ) = 1925
7x +825 - 10 3 x = 1925
11 3 x +825 = 1925 |⋅ 3
3( 11 3 x +825 ) = 5775
11x +2475 = 5775 | -2475
11x = 3300 |:11
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -165 + 2 3 300

= -165 +200

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35