Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x + y = 9 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-3⋅( -1 ) + y = 9

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3⋅( -1 ) + y = 9
3 + y = 9
y +3 = 9 | -3
y = 6

Die Lösung ist somit: (-1|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|6)
denn 1⋅4 +3⋅6 = 4 +18 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|5)
denn 1⋅7 +3⋅5 = 7 +15 = 22

Oder : (1|7)
denn 1⋅1 +3⋅7 = 1 +21 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 12 (I) -3x +y = -10 (II)

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

-3y = 12 |:(-3 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = -29 (I) 4x +y = -17 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = -29 (I) 4x +y = -17 (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:

4x + y = -17
y +4x = -17 | -4x
y = -17 -4x

Als neues LGS erhält man so:

3x +4y = -29 (I) +y = ( -17 -4x ) (II)

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

3x + 4 · ( -17 -4x ) = -29
3x -68 -16x = -29
-13x -68 = -29 | +68
-13x = 39 |:(-13 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 -4⋅( -3 )

= -17 +12

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 9 (I) -5x +3y = 21 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 9 (I) -5x +3y = 21 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +3y = 9
3y -3x = 9 | +3x
3y = 9 +3x |:3
y = 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 + x ) (I) -5x +3y = 21 (II)

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

-5x + 3 · ( 3 + x ) = 21
-5x +9 +3x = 21
-2x +9 = 21 | -9
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

1 3 x + y = - 2 3
y + 1 3 x = - 2 3 |⋅ 3
3( y + 1 3 x) = -2
3y + x = -2 | - x
3y = -2 - x |:3
y = - 2 3 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 2 x -2 · ( - 2 3 - 1 3 x ) = -1
1 2 x + 4 3 + 2 3 x = -1
7 6 x + 4 3 = -1 |⋅ 6
6( 7 6 x + 4 3 ) = -6
7x +8 = -6 | -8
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 2 3 - 1 3 ⋅( -2 )

= - 2 3 + 2 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-4x +5y = ?

-3x +7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-4x +5y = -12 +5 = -7

-3x +7y = -9 +7 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = -7

-3x +7y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -2y = 3 (I) -6x +6y = -11 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 3 (I) -6x +6y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 3
-2y +2x = 3 | -2x
-2y = 3 -2x |:(-2 )
y = - 3 2 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 2 + x ) (I) -6x +6y = -11 (II)

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

-6x + 6 · ( - 3 2 + x ) = -11
-6x -9 +6x = -11
-9 = -11 | +9
0 = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

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 600 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 100 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 = 600 (I) 2x -4y = 100 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 600
-3y +5x = 600 | -5x
-3y = 600 -5x |:(-3 )
y = -200 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -200 + 5 3 x ) (I) 2x -4y = 100 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -200 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -200 + 5 3 x ) = 100
2x +800 - 20 3 x = 100
- 14 3 x +800 = 100 |⋅ 3
3( - 14 3 x +800 ) = 300
-14x +2400 = 300 | -2400
-14x = -2100 |:(-14 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -200 + 5 3 ⋅150

= -200 +250

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50