Aufgabenbeispiele von lineare Gleichungen

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lineare Gleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
-2x +9 = 3x +34

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-2x +9 = 3x +34 | -9
-2x = 3x +25 | -3x
-5x = 25 |:(-5 )
x = -5

L={ -5 }

lineare Gleichungen (schwerer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
3( -6x +6 ) +3x = -4( 3x -9 ) +3x

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3( -6x +6 ) +3x = -4( 3x -9 ) +3x
-18x +18 +3x = -12x +36 +3x
-15x +18 = -9x +36 | -18
-15x = -9x +18 | +9x
-6x = 18 |:(-6 )
x = -3

L={ -3 }

lineare Gleichungen (Brüche)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:
1 12 x - 1 3 = - 1 6 x - 4 3

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1 12 x - 1 3 = - 1 6 x - 4 3 |⋅ 12
x -4 = -2x -16 | +4 +2x
3x = -12 |:3
x = -4

L={ -4 }

lin. Gleich. - Anwendungen (ohne schwere)

Beispiel:

Bei einem Computer kostet der Prozessor 1 5 und die SSD-Festplatte 1 6 des Gesamtpreises. Der Rest kostet 456€. Wie viel kostet der ganze Computer?

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1 5 x + 1 6 x +456 = x
11 30 x +456 = x |⋅ 30
30( 11 30 x +456 ) = 30x
11x +13680 = 30x | -13680 -30x
-19x = -13680 |:(-19 )
x = 720

L={ 720 }

lineare Gleichungen - Anwendungen

Beispiel:

Herr Schlauberger kauft nach einem Tipp 50 Aktien der Firma TechnoMath.
Nach ein paar Tagen sinkt der Kurs der Aktie um 11% (also um 11 100 ). Herr Schlauberger möchte den günstigen Kurs nützen und kauft gleich nochmal 100 Aktien.
Als der Kurs schließlich nochmal um weitere 4% (also um 4 100 ) sinkt, kauft er gleich nochmal 100 Stück.
Insgesamt hat Herr Schlauberger nun 11222€ ausgegeben. Wie viel kostete eine Aktie bei seinem ersten Kauf?

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50x +89x +85,44x = 11222
224,44x = 11222 |:224,44
x = 50

L={ 50 }

Geradengleichung durch 2 Punkte

Beispiel:

Eine Gerade geht durch die Punkte A(-2|2) und B(0|-5). Bestimme eine Geradengleichung von g.

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Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Wenn man die beiden Punkte in ein Koordinatensystem einzeichnet, kann man am Steigungsdreieck jeweils die Differenzen der x-Werte und der y-Werte ablesen.

Dazu sortieren wir die beiden Punkte von links nach rechts:

links: (-2|2) und rechts: (0|-5)

Für die Differenzen subtrahieren wie nun immer die Werte des linken Punkts von denen des rechten:
Differenz der x-Werte: 0 - ( - 2 ) = 2
Differenz der y-Werte: -5 - 2 = -7

Daraus ergibt sich für die Steigung m = Zuwachs in y-Richtung Zuwachs in x-Richtung = -5 - 2 0 - ( - 2 ) = -7 2 = - 7 2 .

Mit der nun bekonnten Steigung m wissen wir nun, dass die gesuchte Geradengleichung
y = - 7 2 ⋅ x +c sein muss, wir müssen jetzt also nur noch das c bestimmen.

Dazu können wir einfach einen der beiden Punkte in diese Geradengleichung einsetzen:

Punktprobe mit A(-2|2) in y = - 7 2 ⋅ x +c :

2 = - 7 2 ( -2 ) + c
2 = 7 + c
2 = c +7 | -2 - c
-c = 5 |:(-1 )
c = -5

Die gesuchte Geradengsleichung ist somit y = - 7 2 x -5 .

Schnittpunkt zweier Geraden

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(
Im Schaubild sieht man zwei Geraden. Dummerweise ist der Schnittpunkt außerhalb des Schaubild.
Deswegen muss man diesen eben berechnen. Lies dazu erst die beiden Funktionsterme aus dem Schaubild.

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Da die die beiden Geraden an ihrem Schnittpunkt auch den gleichen y-Wert haben müssen, können wir die Terme einfach gleichsetzen um den gemeinsamen x-Wert zu erhalten:

x -5 = 1 4 x +4 | +5
x = 1 4 x +9 |⋅ 4
4x = x +36 | - x
3x = 36 |:3
x = 12

L={ 12 }

Damit haben wir den x-Wert des Schnittpunkts. Diesen müssen wir nun noch links oder rechts einsetzen um den y-Wert des Schnittpunkts zu erhalten:

12 -5 = 7 oder 1 4 12 +4 = 7

Wir erhalten also den Schnittpunkt S(12 | 7 ).

lineare Ungleich. (nur graphisch)

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(
Löse die folgende Ungleichung mit Hilfe des Schaubilds:
- 1 2 x > -x +2

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Der linke Term der Ungleichung - 1 2 x ist im Schaubild als rote Gerade y= - 1 2 x eingezeichnet, der rechte Term -x +2 als die blaue Gerade : y= -x +2 .

Im Schaubild kann man leicht ablesen, dass die beiden Geraden sich bei x=4 schneiden. Bei x=4 ist also gerade der Grenzfall, wo die linke Seite und die rechte Seite gleich groß sind.

Im Schaubild sieht man sofort, dass links vom Schnittpunkt, also für x<4 die blaue Gerade, also y= -x +2 über der rote Gerade, also y= - 1 2 x liegt und rechts davon gerade umgekehrt.

Gesucht ist ja der Bereich, wo - 1 2 x > -x +2 gilt, also wo die rote Gerade über der blauen liegt.

Man sieht am Schaubild leicht, dass dies rechts vom Schnittpunkt bei x=4 sein muss.

Es gilt also x>4

lineare Ungleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Ungleichung:
x +4 > -5x +10

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Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Um die Ungleichung zu lösen, betrachten und lösen wir erst einmal die 'verwandte Gleichung':
x +4 = -5x +10 ,
die ja den Grenzfall der Ungleichung darstellt.

x +4 = -5x +10 | -4
x = -5x +6 | +5x
6x = 6 |:6
x = 1

Bei x= 1 ist also gerade der Grenzfall, wo die linke Seite und die rechte Seite gleich groß sind.

Man kann auch beide Seiten als Geraden betrachten, die sich dann bei x= 1 schneiden.

Das heißt auf der einen Seite von x= 1 sind die Funktionswerte von x +4 größer als die von -5x +10 , und auf der anderen Seite ist es gerade umgekehrt.
Um heraus zu bekommen, wo welcher Term größer ist, müssen wir einfach jeweils einen Wert in die Terme einsetzen:

Für die linke Seite von x= 1 wählen wir x=0:

in x +4 eingesetzt:
0 +4 =
4
in -5x +10 eingesetzt:
-50 +10 =
10

Für x=0 und damit für alle x< 1 gilt:

x +4 < -5x +10

also nicht x +4 > -5x +10

Für die rechte linke Seite von x= 1 wählen wir x=2:

in x +4 eingesetzt:
2 +4 =
6
in -5x +10 eingesetzt:
-52 +10 =
0

Für x=2 und damit für alle x> 1 gilt:

x +4 > -5x +10

Schnittpunkt bei
x= 1

Der richtige Bereich muss somit rechts von x= 1 liegen, also muss x > 1 gelten.