Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

2x +3( -4 ) = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-3|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -2y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-4)
denn 2⋅1 -2( - 4 ) = 2 +8 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-6)
denn 2⋅( - 1 ) -2( - 6 ) = -2 +12 = 10

Oder : (3|-2)
denn 2⋅3 -2( - 2 ) = 6 +4 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = 0 (I) -3y = 18 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = 0 (I) -3y = 18 (II)

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

-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = 0 (I) +y = -6 (II)

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

-4x + 4 · ( -6 ) = 0
-4x -24 = 0 | +24
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = 11 (I) x -3y = 13 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 11 (I) x -3y = 13 (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 = 13 | +3y
x = 13 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = 11 (I) x = ( 13 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 13 +3y ) - y = 11
-39 -9y - y = 11
-10y -39 = 11 | +39
-10y = 50 |:(-10 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +3( -5 )

= 13 -15

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 1 (I) -3x +5y = 17 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 1 (I) -3x +5y = 17 (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 +5y = 1 | -5y
x = 1 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 -5y ) (I) -3x +5y = 17 (II)

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

-3 · ( 1 -5y ) +5y = 17
-3 +15y +5y = 17
20y -3 = 17 | +3
20y = 20 |:20
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -51

= 1 -5

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x - 1 2 y = - 3 10 (I) x -3y = 5 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x - 1 2 y = - 3 10 (I) x -3y = 5 (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 = 5 | +3y
x = 5 +3y

Als neues LGS erhält man so:

- 2 5 x - 1 2 y = - 3 10 (I) x = ( 5 +3y ) (II)

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

- 2 5 · ( 5 +3y ) - 1 2 y = - 3 10
-2 - 6 5 y - 1 2 y = - 3 10
- 17 10 y -2 = - 3 10 |⋅ 10
10( - 17 10 y -2 ) = -3
-17y -20 = -3 | +20
-17y = 17 |:(-17 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +3( -1 )

= 5 -3

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 3 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 -5y = ?

-6x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-5x -5y = -10 -15 = -25

-6x -5y = -12 -15 = -27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -5y = -25

-6x -5y = -27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-6x -2y = 6 (I) 3x +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:

3x + y = -3
y +3x = -3 | -3x
y = -3 -3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-6x -2 · ( -3 -3x ) = 6
-6x +6 +6x = 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 6 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 1720 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1980 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:

6x -2y = 1720 (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -2y = 1720
-2y +6x = 1720 | -6x
-2y = 1720 -6x |:(-2 )
y = -860 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -860 +3x ) (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -860 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -860 +3x ) = 1980
7x +2580 -9x = 1980
-2x +2580 = 1980 | -2580
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -860 +3300

= -860 +900

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40