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 -3y = -21 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

2( -6 ) -3y = -21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -6 ) -3y = -21
-12 -3y = -21
-3y -12 = -21 | +12
-3y = -9 |:(-3 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (-6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = -24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-7)
denn 1⋅4 +4( - 7 ) = 4 -28 = -24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|-8)
denn 1⋅8 +4( - 8 ) = 8 -32 = -24

Oder : (0|-6)
denn 1⋅0 +4( - 6 ) = 0 -24 = -24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = 8 (I) -4x +3y = 10 (II)

Lösung einblenden
+4y = 8 (I) -4x +3y = 10 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

4y = 8 |:4
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

+y = 2 (I) -4x +3y = 10 (II)

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

-4x + 3 · 2 = 10
-4x +6 = 10 | -6
-4x = 4 |:(-4 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 18 (I) x +2y = -18 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 18 (I) x +2y = -18 (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 = -18 | -2y
x = -18 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = 18 (I) x = ( -18 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -18 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -18 -2y ) -4y = 18
-18 -2y -4y = 18
-6y -18 = 18 | +18
-6y = 36 |:(-6 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 -2( -6 )

= -18 +12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -10 (I) -2x -y = -16 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -10 (I) -2x -y = -16 (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 = -16
-y -2x = -16 | +2x
-y = -16 +2x |:(-1 )
y = 16 -2x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -10 (I) +y = ( 16 -2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 16 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -4 · ( 16 -2x ) = -10
x -64 +8x = -10
9x -64 = -10 | +64
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 -26

= 16 -12

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x - 3 2 y = - 17 2 (I) 3x - 3 4 y = - 27 4 (II)

Lösung einblenden
x - 3 2 y = - 17 2 (I) 3x - 3 4 y = - 27 4 (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 - 3 2 y = - 17 2 |⋅ 2
2( x - 3 2 y) = -17
2x -3y = -17 | +3y
2x = -17 +3y |:2
x = - 17 2 + 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 17 2 + 3 2 y ) (I) 3x - 3 4 y = - 27 4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( - 17 2 + 3 2 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( - 17 2 + 3 2 y ) - 3 4 y = - 27 4
- 51 2 + 9 2 y - 3 4 y = - 27 4
15 4 y - 51 2 = - 27 4 |⋅ 4
4( 15 4 y - 51 2 ) = -27
15y -102 = -27 | +102
15y = 75 |:15
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 17 2 + 3 2 5

= - 17 2 + 15 2

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = 1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

1x +5y = ?

-2x -13y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = 4 +5 = 9

-2x -13y = -8 -13 = -21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = 9

-2x -13y = -21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 2 · ( 2 - x ) = 4
2x +4 -2x = 4
4 = 4 | -4
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 2 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 120 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 165 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:

2x -4y = 120 (I) 2x -3y = 165 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 120
-4y +2x = 120 | -2x
-4y = 120 -2x |:(-4 )
y = -30 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 + 1 2 x ) (I) 2x -3y = 165 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( -30 + 1 2 x ) = 165
2x +90 - 3 2 x = 165
1 2 x +90 = 165 |⋅ 2
2( 1 2 x +90 ) = 330
x +180 = 330 | -180
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 + 1 2 150

= -30 +75

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45