Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

-27 + y = -19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-27 + y = -19
-14 + y = -19
y -14 = -19 | +14
y = -5

Die Lösung ist somit: (7|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|0)
denn 2⋅( - 7 ) +50 = -14 +0 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-2)
denn 2⋅( - 2 ) +5( - 2 ) = -4 -10 = -14

Oder : (-12|2)
denn 2⋅( - 12 ) +52 = -24 +10 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = 12 (I) 4x = 16 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 12 (I) 4x = 16 (II)

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

4x = 16 |:4
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 12 (I) x = 4 (II)

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

4 · 4 +4y = 12
16 +4y = 12
4y +16 = 12 | -16
4y = -4 |:4
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 13 (I) x +3y = 17 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 13 (I) x +3y = 17 (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 +3y = 17 | -3y
x = 17 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 13 (I) x = ( 17 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 17 -3y ) +2y = 13
17 -3y +2y = 13
-y +17 = 13 | -17
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -34

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x -3y = 2 (I) 4x +5y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 2
-3y -4x = 2 | +4x
-3y = 2 +4x |:(-3 )
y = - 2 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 5 · ( - 2 3 - 4 3 x ) = 2
4x - 10 3 - 20 3 x = 2
- 8 3 x - 10 3 = 2 |⋅ 3
3( - 8 3 x - 10 3 ) = 6
-8x -10 = 6 | +10
-8x = 16 |:(-8 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 2 3 - 4 3 ( -2 )

= - 2 3 + 8 3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -7 (I)
5x -4y = 41 (II)

Lösung einblenden

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

x +3y = -7 (I)
5x -4y = 41 (II)
x +3y = -7 (I) 5x -4y = 41 (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 = -7 | -3y
x = -7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -7 -3y ) (I) 5x -4y = 41 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -7 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -7 -3y ) -4y = 41
-35 -15y -4y = 41
-19y -35 = 41 | +35
-19y = 76 |:(-19 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -3( -4 )

= -7 +12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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 = ?

-3x -1y = ?

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

-5x -4y = 20 +16 = 36

-3x -1y = 12 +4 = 16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -4y = 36

-3x -1y = 16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x -12y = -6 (I) 2x +4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-6x -12y = -6 (I) 2x +4y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x -12y = -6
-12y -6x = -6 | +6x
-12y = -6 +6x |:(-12 )
y = 1 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 4 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 2
2x +2 -2x = 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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 345 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 945 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 -3y = 345 (I) 7x -3y = 945 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 345
-3y +3x = 345 | -3x
-3y = 345 -3x |:(-3 )
y = -115 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + x ) (I) 7x -3y = 945 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -115 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -115 + x ) = 945
7x +345 -3x = 945
4x +345 = 945 | -345
4x = 600 |:4
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -115 +150

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35