Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = -22 .

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

5( -3 ) + y = -22

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -3 ) + y = -22
-15 + y = -22
y -15 = -22 | +15
y = -7

Die Lösung ist somit: (-3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|7)
denn 4⋅( - 4 ) +27 = -16 +14 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|3)
denn 4⋅( - 2 ) +23 = -8 +6 = -2

Oder : (-6|11)
denn 4⋅( - 6 ) +211 = -24 +22 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+2y = 10 (I) -4x +y = 21 (II)

Lösung einblenden
+2y = 10 (I) -4x +y = 21 (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 = 10 |:2
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) -4x +y = 21 (II)

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

-4x + 1 · 5 = 21
-4x +5 = 21 | -5
-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 8 (I) 4x +y = 18 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 8 (I) 4x +y = 18 (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 = 18
y +4x = 18 | -4x
y = 18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 8 (I) +y = ( 18 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( 18 -4x ) = 8
3x -36 +8x = 8
11x -36 = 8 | +36
11x = 44 |:11
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -44

= 18 -16

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -4y = 29 (I) -4x +3y = -23 (II)

Lösung einblenden
5x -4y = 29 (I) -4x +3y = -23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 29
-4y +5x = 29 | -5x
-4y = 29 -5x |:(-4 )
y = - 29 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 29 4 + 5 4 x ) (I) -4x +3y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 29 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 3 · ( - 29 4 + 5 4 x ) = -23
-4x - 87 4 + 15 4 x = -23
- 1 4 x - 87 4 = -23 |⋅ 4
4( - 1 4 x - 87 4 ) = -92
-x -87 = -92 | +87
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 29 4 + 5 4 5

= - 29 4 + 25 4

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x - 3 4 y = 15 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 11 5 (II)

Lösung einblenden
3x - 3 4 y = 15 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 11 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x - 3 4 y = 15
- 3 4 y +3x = 15 |⋅ 4
4( - 3 4 y +3x) = 60
-3y +12x = 60 | -12x
-3y = 60 -12x |:(-3 )
y = -20 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -20 +4x ) (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 11 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -20 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 5 x - 1 4 · ( -20 +4x ) = - 11 5
- 1 5 x +5 - x = - 11 5
- 6 5 x +5 = - 11 5 |⋅ 5
5( - 6 5 x +5 ) = -11
-6x +25 = -11 | -25
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 +46

= -20 +24

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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 -1y = ?

-3x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

1x -1y = 4 +3 = 7

-3x +2y = -12 -6 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -1y = 7

-3x +2y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +2y = 2 (I) -12x -6y = -6 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 2 (I) -12x -6y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 2
2y +4x = 2 | -4x
2y = 2 -4x |:2
y = 1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -2x ) (I) -12x -6y = -6 (II)

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

-12x -6 · ( 1 -2x ) = -6
-12x -6 +12x = -6
-6 = -6 | +6
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 6 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 740 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 630 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:

6x -4y = 740 (I) 5x -3y = 630 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 740
-4y +6x = 740 | -6x
-4y = 740 -6x |:(-4 )
y = -185 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -185 + 3 2 x ) (I) 5x -3y = 630 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -185 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -185 + 3 2 x ) = 630
5x +555 - 9 2 x = 630
1 2 x +555 = 630 |⋅ 2
2( 1 2 x +555 ) = 1260
x +1110 = 1260 | -1110
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -185 + 3 2 150

= -185 +225

= 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