Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +5y = -6 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

3x +50 = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +50 = -6
3x = -6 |:3
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-1)
denn 2⋅1 -5( - 1 ) = 2 +5 = 7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-3)
denn 2⋅( - 4 ) -5( - 3 ) = -8 +15 = 7

Oder : (6|1)
denn 2⋅6 -51 = 12 -5 = 7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 11 (I) 4x = -4 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 11 (I) 4x = -4 (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 = -4 |:4
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 11 (I) x = -1 (II)

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

1 · ( -1 ) +2y = 11
-1 +2y = 11
2y -1 = 11 | +1
2y = 12 |:2
y = 6

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|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = -14 (I) x +2y = -8 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -14 (I) x +2y = -8 (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 = -8 | -2y
x = -8 -2y

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = -14 (I) x = ( -8 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -8 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -8 -2y ) - y = -14
-32 -8y - y = -14
-9y -32 = -14 | +32
-9y = 18 |:(-9 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -2( -2 )

= -8 +4

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -10 (I) -5x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -10 (I) -5x -2y = 6 (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 = -10 | +4y
x = -10 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -10 +4y ) (I) -5x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -10 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -10 +4y ) -2y = 6
50 -20y -2y = 6
-22y +50 = 6 | -50
-22y = -44 |:(-22 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +42

= -10 +8

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -1 = 3( 2x + y) (I)
2x = 3( x +3 ) - 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:

2x -1 = 3( 2x + y) (I)
2x = 3( x +3 ) - y (II)
2x -1 = 6x +3y | + 1 -6x -3y (I)
2x = 3x +9 - y | -3x + y (II)
-4x -3y = 1 (I) -x +y = 9 (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 = 9
y - x = 9 | + x
y = 9 + x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -3y = 1 (I) +y = ( 9 + x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 9 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( 9 + x ) = 1
-4x -27 -3x = 1
-7x -27 = 1 | +27
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

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.:

-3x +1y = ?

-7x -1y = ?

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

-3x +1y = -3 -5 = -8

-7x -1y = -7 +5 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = -8

-7x -1y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x -9y = 5 (I) 3x +3y = -2 (II)

Lösung einblenden
-9x -9y = 5 (I) 3x +3y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x -9y = 5
-9y -9x = 5 | +9x
-9y = 5 +9x |:(-9 )
y = - 5 9 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 9 - x ) (I) 3x +3y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 5 9 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( - 5 9 - x ) = -2
3x - 5 3 -3x = -2
- 5 3 = -2 | + 5 3
0 = - 1 3

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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1080 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1720 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 -3y = 1080 (I) 6x -2y = 1720 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1080
-3y +4x = 1080 | -4x
-3y = 1080 -4x |:(-3 )
y = -360 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -360 + 4 3 x ) (I) 6x -2y = 1720 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -360 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -2 · ( -360 + 4 3 x ) = 1720
6x +720 - 8 3 x = 1720
10 3 x +720 = 1720 |⋅ 3
3( 10 3 x +720 ) = 5160
10x +2160 = 5160 | -2160
10x = 3000 |:10
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -360 + 4 3 300

= -360 +400

= 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