Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -18 .

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

Lösung einblenden

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

30 -3y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

30 -3y = -18
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (0|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = 15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-1)
denn -3⋅( - 6 ) +3( - 1 ) = 18 -3 = 15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|2)
denn -3⋅( - 3 ) +32 = 9 +6 = 15

Oder : (-9|-4)
denn -3⋅( - 9 ) +3( - 4 ) = 27 -12 = 15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

2y = 12 |:2
y = 6

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -12 (I) +y = 6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch 6 ersetzen und dann nach x auflösen:

x -3 · 6 = -12
x -18 = -12 | +18
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 18 (I) -x -2y = -11 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 18 (I) -x -2y = -11 (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 = -11 | +2y
-x = -11 +2y |:(-1 )
x = 11 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 18 (I) x = ( 11 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 11 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 11 -2y ) + y = 18
33 -6y + y = 18
-5y +33 = 18 | -33
-5y = -15 |:(-5 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 -23

= 11 -6

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +4y = 30 (I) -3x -3y = -9 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = 30 (I) -3x -3y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +4y = 30
4y -5x = 30 | +5x
4y = 30 +5x |:4
y = 15 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( 15 2 + 5 4 x ) = -9
-3x - 45 2 - 15 4 x = -9
- 27 4 x - 45 2 = -9 |⋅ 4
4( - 27 4 x - 45 2 ) = -36
-27x -90 = -36 | +90
-27x = 54 |:(-27 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 2 + 5 4 ( -2 )

= 15 2 - 5 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

7x = 2x +19 +3y (I)
3( x - y) = 9 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

7x = 2x +19 +3y (I)
3( x - y) = 9 (II)
7x = 2x +19 +3y | -2x -3y (I)
3x -3y = 9 (II)
5x -3y = 19 (I) 3x -3y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 19
-3y +5x = 19 | -5x
-3y = 19 -5x |:(-3 )
y = - 19 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 3 + 5 3 x ) (I) 3x -3y = 9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( - 19 3 + 5 3 x ) = 9
3x +19 -5x = 9
-2x +19 = 9 | -19
-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 3 + 5 3 5

= - 19 3 + 25 3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 3 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 -3y = ?

-1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-3x -3y = 9 -9 = 0

-1x -3y = 3 -9 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -3y = 0

-1x -3y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x +y = -3 (I) 3x -3y = 9 (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 = -3
y - x = -3 | + x
y = -3 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -3 · ( -3 + x ) = 9
3x +9 -3x = 9
9 = 9 | -9
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 5 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 550 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 890 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:

5x -5y = 550 (I) 7x -4y = 890 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 550
-5y +5x = 550 | -5x
-5y = 550 -5x |:(-5 )
y = -110 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -110 + x ) (I) 7x -4y = 890 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -110 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -110 + x ) = 890
7x +440 -4x = 890
3x +440 = 890 | -440
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -110 +150

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40