Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +4y = 22 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-2⋅( -1 ) +4y = 22

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2⋅( -1 ) +4y = 22
2 +4y = 22
4y +2 = 22 | -2
4y = 20 |:4
y = 5

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-3)
denn -4⋅( - 2 ) +1⋅( - 3 ) = 8 -3 = 5

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

Oder : (-3|-7)
denn -4⋅( - 3 ) +1⋅( - 7 ) = 12 -7 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = 1


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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 13 (I) x +2y = 5 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 13 (I) x +2y = 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 +2y = 5 | -2y
x = 5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 13 (I) x = ( 5 -2y ) (II)

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

-3 · ( 5 -2y ) + y = 13
-15 +6y + y = 13
7y -15 = 13 | +15
7y = 28 |:7
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -2⋅4

= 5 -8

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-5x +5y = 10 (I) 2x +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:

2x + y = 2
y +2x = 2 | -2x
y = 2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x + 5 · ( 2 -2x ) = 10
-5x +10 -10x = 10
-15x +10 = 10 | -10
-15x = 0 |:(-15 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -2⋅( 0 )

= 2 +0

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = -3( 2x +5 ) (I)
-4x -9 = 3 -2y (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 +4y = -3( 2x +5 ) (I)
-4x -9 = 3 -2y (II)
-x +4y = -6x -15 | + 6x (I)
-4x -9 = 3 -2y | + 9 +2y (II)
5x +4y = -15 (I) -4x +2y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = -15
4y +5x = -15 | -5x
4y = -15 -5x |:4
y = - 15 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 15 4 - 5 4 x ) (I) -4x +2y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 15 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( - 15 4 - 5 4 x ) = 12
-4x - 15 2 - 5 2 x = 12
- 13 2 x - 15 2 = 12 |⋅ 2
2( - 13 2 x - 15 2 ) = 24
-13x -15 = 24 | +15
-13x = 39 |:(-13 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 15 4 - 5 4 ⋅( -3 )

= - 15 4 + 15 4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 5 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 -5y = ?

2x +8y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-2x -5y = -2 -25 = -27

2x +8y = 2 +40 = 42

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = -27

2x +8y = 42

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
4x -4y = 12 (I) -x +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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -4 · ( -3 + x ) = 12
4x +12 -4x = 12
12 = 12 | -12
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 7 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 950 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 250 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:

7x -2y = 950 (I) 3x -4y = 250 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 950
-2y +7x = 950 | -7x
-2y = 950 -7x |:(-2 )
y = -475 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -475 + 7 2 x ) (I) 3x -4y = 250 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -475 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -475 + 7 2 x ) = 250
3x +1900 -14x = 250
-11x +1900 = 250 | -1900
-11x = -1650 |:(-11 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -475 + 7 2 ⋅150

= -475 +525

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50