Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3x -26 = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -26 = -18
3x -12 = -18 | +12
3x = -6 |:3
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|3)
denn 3⋅4 +33 = 12 +9 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|0)
denn 3⋅7 +30 = 21 +0 = 21

Oder : (1|6)
denn 3⋅1 +36 = 3 +18 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = -6 |:2
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -4 · ( -3 ) = 4
-2x +12 = 4 | -12
-2x = -8 |:(-2 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -7 (I) 4x +y = 25 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -7 (I) 4x +y = 25 (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 = 25
y +4x = 25 | -4x
y = 25 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -7 (I) +y = ( 25 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 25 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -1 · ( 25 -4x ) = -7
-x -25 +4x = -7
3x -25 = -7 | +25
3x = 18 |:3
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 25 -46

= 25 -24

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = -22 (I) 3x +5y = -35 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -22 (I) 3x +5y = -35 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = -22
3y +2x = -22 | -2x
3y = -22 -2x |:3
y = - 22 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 22 3 - 2 3 x ) (I) 3x +5y = -35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 22 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 5 · ( - 22 3 - 2 3 x ) = -35
3x - 110 3 - 10 3 x = -35
- 1 3 x - 110 3 = -35 |⋅ 3
3( - 1 3 x - 110 3 ) = -105
-x -110 = -105 | +110
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 22 3 - 2 3 ( -5 )

= - 22 3 + 10 3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4y = 3( -x + y) +10 (I)
-2x = x -14 +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:

4y = 3( -x + y) +10 (I)
-2x = x -14 +5y (II)
4y = -3x +10 +3y | + 3x -3y (I)
-2x = x -14 +5y | -x -5y (II)
3x +y = 10 (I) -3x -5y = -14 (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:

3x + y = 10
y +3x = 10 | -3x
y = 10 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 10 -3x ) (I) -3x -5y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 10 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -5 · ( 10 -3x ) = -14
-3x -50 +15x = -14
12x -50 = -14 | +50
12x = 36 |:12
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -33

= 10 -9

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-1x -2y = ?

-2x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-1x -2y = -2 -6 = -8

-2x -2y = -4 -6 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = -8

-2x -2y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +3y = 2 (I) 12x -9y = -9 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 2 (I) 12x -9y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = 2
3y -4x = 2 | +4x
3y = 2 +4x |:3
y = 2 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 3 + 4 3 x ) (I) 12x -9y = -9 (II)

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

12x -9 · ( 2 3 + 4 3 x ) = -9
12x -6 -12x = -9
-6 = -9 | +6
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1050 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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:

4x -3y = 1050 (I) 3x -3y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1050
-3y +4x = 1050 | -4x
-3y = 1050 -4x |:(-3 )
y = -350 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -350 + 4 3 x ) (I) 3x -3y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -350 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -350 + 4 3 x ) = 750
3x +1050 -4x = 750
-x +1050 = 750 | -1050
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -350 + 4 3 300

= -350 +400

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50