Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-3x -50 = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -50 = -3
-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Die Lösung ist somit: (1|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-1)
denn 5⋅2 +2( - 1 ) = 10 -2 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-6)
denn 5⋅4 +2( - 6 ) = 20 -12 = 8

Oder : (0|4)
denn 5⋅0 +24 = 0 +8 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -7 (I) +3y = 9 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -7 (I) +3y = 9 (II)

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

3y = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -7 (I) +y = 3 (II)

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

-x -1 · 3 = -7
-x -3 = -7 | +3
-x = -4 |:(-1 )
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 -4y = 19 (I) 2x +y = 4 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 19 (I) 2x +y = 4 (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 = 4
y +2x = 4 | -2x
y = 4 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 19 (I) +y = ( 4 -2x ) (II)

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

-x -4 · ( 4 -2x ) = 19
-x -16 +8x = 19
7x -16 = 19 | +16
7x = 35 |:7
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -25

= 4 -10

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 11 (I) -5x +2y = -22 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 11 (I) -5x +2y = -22 (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 = 11
y +3x = 11 | -3x
y = 11 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 -3x ) (I) -5x +2y = -22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( 11 -3x ) = -22
-5x +22 -6x = -22
-11x +22 = -22 | -22
-11x = -44 |:(-11 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -34

= 11 -12

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x -2y = 54 5 (I) - 1 4 x + 1 5 y = - 3 2 (II)

Lösung einblenden
2 5 x -2y = 54 5 (I) - 1 4 x + 1 5 y = - 3 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2 5 x -2y = 54 5
-2y + 2 5 x = 54 5 |⋅ 5
5( -2y + 2 5 x) = 54
-10y +2x = 54 | -2x
-10y = 54 -2x |:(-10 )
y = - 27 5 + 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 27 5 + 1 5 x ) (I) - 1 4 x + 1 5 y = - 3 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 27 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 4 x + 1 5 · ( - 27 5 + 1 5 x ) = - 3 2
- 1 4 x - 27 25 + 1 25 x = - 3 2
- 21 100 x - 27 25 = - 3 2 |⋅ 100
100( - 21 100 x - 27 25 ) = -150
-21x -108 = -150 | +108
-21x = -42 |:(-21 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 27 5 + 1 5 2

= - 27 5 + 2 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

2x +5y = ?

-2x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

2x +5y = -10 +10 = 0

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +5y = 0

-2x -2y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = 2 (I) 16x +16y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 2 (I) 16x +16y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - x ) (I) 16x +16y = -6 (II)

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

16x + 16 · ( - 1 2 - x ) = -6
16x -8 -16x = -6
-8 = -6 | +8
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 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 495 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 345 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 = 495 (I) 3x -3y = 345 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 495
-3y +4x = 495 | -4x
-3y = 495 -4x |:(-3 )
y = -165 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -165 + 4 3 x ) (I) 3x -3y = 345 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -165 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -165 + 4 3 x ) = 345
3x +495 -4x = 345
-x +495 = 345 | -495
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -165 + 4 3 150

= -165 +200

= 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