Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 21 .

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

5 -4y = 21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5 -4y = 21
5 -4y = 21
-4y +5 = 21 | -5
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-4)
denn -5⋅( - 1 ) +4( - 4 ) = 5 -16 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|1)
denn -5⋅3 +41 = -15 +4 = -11

Oder : (-5|-9)
denn -5⋅( - 5 ) +4( - 9 ) = 25 -36 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = -15 (I) 4x = -20 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = -15 (I) 4x = -20 (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 = -20 |:4
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = -15 (I) x = -5 (II)

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

-1 · ( -5 ) +4y = -15
5 +4y = -15
4y +5 = -15 | -5
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = 12 (I) x -3y = -17 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = 12 (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 = 12 (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 = 12
17 -3y +2y = 12
-y +17 = 12 | -17
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 +35

= -17 +15

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = -8 (I) 4x +y = 4 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -8 (I) 4x +y = 4 (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 = 4
y +4x = 4 | -4x
y = 4 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = -8 (I) +y = ( 4 -4x ) (II)

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

2x + 3 · ( 4 -4x ) = -8
2x +12 -12x = -8
-10x +12 = -8 | -12
-10x = -20 |:(-10 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -42

= 4 -8

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x + 1 2 y = -4 (I) 1 3 x - 1 3 y = 2 (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 + 1 2 y = -4 |⋅ 2
2( -x + 1 2 y) = -8
-2x + y = -8 | - y
-2x = -8 - y |:(-2 )
x = 4 + 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 3 · ( 4 + 1 2 y ) - 1 3 y = 2
4 3 + 1 6 y - 1 3 y = 2
- 1 6 y + 4 3 = 2 |⋅ 6
6( - 1 6 y + 4 3 ) = 12
-y +8 = 12 | -8
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 + 1 2 ( -4 )

= 4 -2

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-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.:

2x -3y = ?

4x -9y = ?

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

2x -3y = -8 -12 = -20

4x -9y = -16 -36 = -52

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = -20

4x -9y = -52

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -y = 2 (I) -4x +4y = -7 (II)

Lösung einblenden
x -y = 2 (I) -4x +4y = -7 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 + x ) (I) -4x +4y = -7 (II)

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

-4x + 4 · ( -2 + x ) = -7
-4x -8 +4x = -7
-8 = -7 | +8
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 4 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1040 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:

4x -4y = 1040 (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1040
-4y +4x = 1040 | -4x
-4y = 1040 -4x |:(-4 )
y = -260 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -260 + x ) (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -260 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -260 + x ) = 1980
7x +780 -3x = 1980
4x +780 = 1980 | -780
4x = 1200 |:4
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -260 +300

= 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