Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = -27 .

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

Lösung einblenden

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

-54 + y = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-54 + y = -27
-20 + y = -27
y -20 = -27 | +20
y = -7

Die Lösung ist somit: (4|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -3y = -23 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-4)
denn 5⋅( - 7 ) -3( - 4 ) = -35 +12 = -23

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|-9)
denn 5⋅( - 10 ) -3( - 9 ) = -50 +27 = -23

Oder : (-4|1)
denn 5⋅( - 4 ) -31 = -20 -3 = -23

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = -23 (I) -2x = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = -23 (I) -2x = -10 (II)

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

-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = -23 (I) x = 5 (II)

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

-4 · 5 - y = -23
-20 - y = -23
-y -20 = -23 | +20
-y = -3 |:(-1 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 16 -3y ) -4y = -16
-64 +12y -4y = -16
8y -64 = -16 | +64
8y = 48 |:8
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -36

= 16 -18

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 12 (I) -5x +5y = 5 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 12 (I) -5x +5y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +4y = 12
4y -2x = 12 | +2x
4y = 12 +2x |:4
y = 3 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 + 1 2 x ) (I) -5x +5y = 5 (II)

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

-5x + 5 · ( 3 + 1 2 x ) = 5
-5x +15 + 5 2 x = 5
- 5 2 x +15 = 5 |⋅ 2
2( - 5 2 x +15 ) = 10
-5x +30 = 10 | -30
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 + 1 2 4

= 3 +2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +1 - y = 0 (I)
3x = -9 - y (II)

Lösung einblenden

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

2x +1 - y = 0 | -1 (I)
3x = -9 - y | + y (II)
2x -y = -1 (I) 3x +y = -9 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

2x -y = -1 (I) +y = ( -9 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -9 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -1 · ( -9 -3x ) = -1
2x +9 +3x = -1
5x +9 = -1 | -9
5x = -10 |:5
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 -3( -2 )

= -9 +6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

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.:

4x +3y = ?

8x +9y = ?

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

4x +3y = 4 -3 = 1

8x +9y = 8 -9 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +3y = 1

8x +9y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +4y = -1 (I) 9x -12y = 3 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -1 (I) 9x -12y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 4 + 3 4 x ) (I) 9x -12y = 3 (II)

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

9x -12 · ( - 1 4 + 3 4 x ) = 3
9x +3 -9x = 3
3 = 3 | -3
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 760 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 875 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 = 760 (I) 7x -5y = 875 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 760
-4y +6x = 760 | -6x
-4y = 760 -6x |:(-4 )
y = -190 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -190 + 3 2 x ) (I) 7x -5y = 875 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -190 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -190 + 3 2 x ) = 875
7x +950 - 15 2 x = 875
- 1 2 x +950 = 875 |⋅ 2
2( - 1 2 x +950 ) = 1750
-x +1900 = 1750 | -1900
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -190 + 3 2 150

= -190 +225

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35