Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-32 +2y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-32 +2y = -18
-6 +2y = -18
2y -6 = -18 | +6
2y = -12 |:2
y = -6

Die Lösung ist somit: (2|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -5y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-4)
denn -3⋅7 -5( - 4 ) = -21 +20 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-1)
denn -3⋅2 -5( - 1 ) = -6 +5 = -1

Oder : (12|-7)
denn -3⋅12 -5( - 7 ) = -36 +35 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 26 (I) 3x = 6 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 26 (I) 3x = 6 (II)

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

3x = 6 |:3
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 26 (I) x = 2 (II)

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

1 · 2 +4y = 26
2 +4y = 26
4y +2 = 26 | -2
4y = 24 |:4
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = 4 (I) x +4y = -17 (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 = -17 | -4y
x = -17 -4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -17 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -17 -4y ) -3y = 4
-17 -4y -3y = 4
-7y -17 = 4 | +17
-7y = 21 |:(-7 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 -4( -3 )

= -17 +12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

2x + y = 2
y +2x = 2 | -2x
y = 2 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -1 · ( 2 -2x ) = -3
-x -2 +2x = -3
x -2 = -3 | +2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -2( -1 )

= 2 +2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = 24 (I)
0 = 5( -x +10 )-5y (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 +2y = 24 (I)
0 = 5( -x +10 )-5y (II)
3x +2y = 24 (I)
0 = -5x +50 -5y | + 5x +5y (II)
3x +2y = 24 (I) 5x +5y = 50 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = 24
2y +3x = 24 | -3x
2y = 24 -3x |:2
y = 12 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 - 3 2 x ) (I) 5x +5y = 50 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 12 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( 12 - 3 2 x ) = 50
5x +60 - 15 2 x = 50
- 5 2 x +60 = 50 |⋅ 2
2( - 5 2 x +60 ) = 100
-5x +120 = 100 | -120
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 - 3 2 4

= 12 -6

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 +2y = ?

4x +5y = ?

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

1x +2y = 1 -2 = -1

4x +5y = 4 -5 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +2y = -1

4x +5y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -3y = -3 (I) -16x +12y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -3 (I) -16x +12y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + 4 3 x ) (I) -16x +12y = 12 (II)

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

-16x + 12 · ( 1 + 4 3 x ) = 12
-16x +12 +16x = 12
12 = 12 | -12
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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1410 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1710 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 -3y = 1410 (I) 6x -3y = 1710 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 1410
-3y +5x = 1410 | -5x
-3y = 1410 -5x |:(-3 )
y = -470 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -470 + 5 3 x ) (I) 6x -3y = 1710 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -470 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -470 + 5 3 x ) = 1710
6x +1410 -5x = 1710
x +1410 = 1710 | -1410
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -470 + 5 3 300

= -470 +500

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30