Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +3y = -28 .

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

Lösung einblenden

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

4( -7 ) +3y = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -7 ) +3y = -28
-28 +3y = -28
3y -28 = -28 | +28
3y = 0 |:3
y = 0

Die Lösung ist somit: (-7|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 38 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|6)
denn 2⋅4 +56 = 8 +30 = 38

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|4)
denn 2⋅9 +54 = 18 +20 = 38

Oder : (-1|8)
denn 2⋅( - 1 ) +58 = -2 +40 = 38

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = 4 (I) -2x -3y = 16 (II)

Lösung einblenden
-2y = 4 (I) -2x -3y = 16 (II)

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

-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

+y = -2 (I) -2x -3y = 16 (II)

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

-2x -3 · ( -2 ) = 16
-2x +6 = 16 | -6
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 23 (I) 4x +y = 2 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 23 (I) 4x +y = 2 (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 = 2
y +4x = 2 | -4x
y = 2 -4x

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 23 (I) +y = ( 2 -4x ) (II)

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

x + 4 · ( 2 -4x ) = 23
x +8 -16x = 23
-15x +8 = 23 | -8
-15x = 15 |:(-15 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -4( -1 )

= 2 +4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = -19 (I) 5x +2y = -13 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -19 (I) 5x +2y = -13 (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 -4y = -19 | +4y
-x = -19 +4y |:(-1 )
x = 19 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 19 -4y ) (I) 5x +2y = -13 (II)

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

5 · ( 19 -4y ) +2y = -13
95 -20y +2y = -13
-18y +95 = -13 | -95
-18y = -108 |:(-18 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -46

= 19 -24

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-22 = 2( x +1 )-4y (I)
4( x +1 )-2y = -4( 1 + 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:

-22 = 2( x +1 )-4y (I)
4( x +1 )-2y = -4( 1 + y) (II)
-22 = 2x +2 -4y | + 22 -2x +4y (I)
4x +4 -2y = -4 -4y | -4 +4y (II)
-2x +4y = 24 (I) 4x +2y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 24
4y -2x = 24 | +2x
4y = 24 +2x |:4
y = 6 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 + 1 2 x ) (I) 4x +2y = -8 (II)

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

4x + 2 · ( 6 + 1 2 x ) = -8
4x +12 + x = -8
5x +12 = -8 | -12
5x = -20 |:5
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 + 1 2 ( -4 )

= 6 -2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -1 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 = ?

-2x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

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

-2x -1y = -2 +1 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = -1

-2x -1y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x +12y = -6 (I) 3x -4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-9x +12y = -6 (I) 3x -4y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x +12y = -6
12y -9x = -6 | +9x
12y = -6 +9x |:12
y = - 1 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 + 3 4 x ) (I) 3x -4y = 2 (II)

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

3x -4 · ( - 1 2 + 3 4 x ) = 2
3x +2 -3x = 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 4 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 975 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1620 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:

4x -5y = 975 (I) 6x -4y = 1620 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 975
-5y +4x = 975 | -4x
-5y = 975 -4x |:(-5 )
y = -195 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -195 + 4 5 x ) (I) 6x -4y = 1620 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -195 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -195 + 4 5 x ) = 1620
6x +780 - 16 5 x = 1620
14 5 x +780 = 1620 |⋅ 5
5( 14 5 x +780 ) = 8100
14x +3900 = 8100 | -3900
14x = 4200 |:14
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -195 + 4 5 300

= -195 +240

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45