Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 4 in die Gleichung ein und erhält:

-34 -3y = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-34 -3y = 3
-12 -3y = 3
-3y -12 = 3 | +12
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (4|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = 11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-1)
denn -3⋅( - 5 ) +4( - 1 ) = 15 -4 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|2)
denn -3⋅( - 1 ) +42 = 3 +8 = 11

Oder : (-9|-4)
denn -3⋅( - 9 ) +4( - 4 ) = 27 -16 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 12 (I) -x -3y = 11 (II)

Lösung einblenden
3x = 12 (I) -x -3y = 11 (II)

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

3x = 12 |:3
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -x -3y = 11 (II)

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

-1 · 4 -3y = 11
-4 -3y = 11
-3y -4 = 11 | +4
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( 3 +2y ) -3y = 3
6 +4y -3y = 3
y +6 = 3 | -6
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 +2( -3 )

= 3 -6

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +4y = 33 (I) -2x -5y = -20 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = 33 (I) -2x -5y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 33
4y +5x = 33 | -5x
4y = 33 -5x |:4
y = 33 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 33 4 - 5 4 x ) (I) -2x -5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 33 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -5 · ( 33 4 - 5 4 x ) = -20
-2x - 165 4 + 25 4 x = -20
17 4 x - 165 4 = -20 |⋅ 4
4( 17 4 x - 165 4 ) = -80
17x -165 = -80 | +165
17x = 85 |:17
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 33 4 - 5 4 5

= 33 4 - 25 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +7 = x + y (I)
-x -4y = 8 (II)

Lösung einblenden

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

3x +7 = x + y | -7 - x - y (I)
-x -4y = 8 (II)
2x -y = -7 (I) -x -4y = 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 -4y = 8 | +4y
-x = 8 +4y |:(-1 )
x = -8 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = -7 (I) x = ( -8 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -8 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -8 -4y ) - y = -7
-16 -8y - y = -7
-9y -16 = -7 | +16
-9y = 9 |:(-9 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 -4( -1 )

= -8 +4

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 -2y = ?

-1x +3y = ?

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

2x -2y = -10 +10 = 0

-1x +3y = 5 -15 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -2y = 0

-1x +3y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x -6y = 1 (I) -4x +3y = -2 (II)

Lösung einblenden
8x -6y = 1 (I) -4x +3y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x -6y = 1
-6y +8x = 1 | -8x
-6y = 1 -8x |:(-6 )
y = - 1 6 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 1 6 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 3 · ( - 1 6 + 4 3 x ) = -2
-4x - 1 2 +4x = -2
- 1 2 = -2 | + 1 2
0 = - 3 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

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 990 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 900 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 = 990 (I) 7x -5y = 900 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 990
-2y +7x = 990 | -7x
-2y = 990 -7x |:(-2 )
y = -495 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -495 + 7 2 x ) (I) 7x -5y = 900 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -495 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -495 + 7 2 x ) = 900
7x +2475 - 35 2 x = 900
- 21 2 x +2475 = 900 |⋅ 2
2( - 21 2 x +2475 ) = 1800
-21x +4950 = 1800 | -4950
-21x = -3150 |:(-21 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -495 + 7 2 150

= -495 +525

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30