Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +4y = -27 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

5( -7 ) +4y = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -7 ) +4y = -27
-35 +4y = -27
4y -35 = -27 | +35
4y = 8 |:4
y = 2

Die Lösung ist somit: (-7|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = -40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-6)
denn -2⋅5 +5( - 6 ) = -10 -30 = -40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|-4)
denn -2⋅10 +5( - 4 ) = -20 -20 = -40

Oder : (0|-8)
denn -2⋅0 +5( - 8 ) = 0 -40 = -40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = -8 (I) 2x = 2 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = -8 (I) 2x = 2 (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 = 2 |:2
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = -8 (I) x = 1 (II)

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

4 · 1 -4y = -8
4 -4y = -8
-4y +4 = -8 | -4
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -6 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -6 -3y ) +2y = -3
-6 -3y +2y = -3
-y -6 = -3 | +6
-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -3( -3 )

= -6 +9

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -3y = -15 (I) -4x -5y = -25 (II)

Lösung einblenden
-5x -3y = -15 (I) -4x -5y = -25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -3y = -15
-3y -5x = -15 | +5x
-3y = -15 +5x |:(-3 )
y = 5 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 - 5 3 x ) (I) -4x -5y = -25 (II)

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

-4x -5 · ( 5 - 5 3 x ) = -25
-4x -25 + 25 3 x = -25
13 3 x -25 = -25 |⋅ 3
3( 13 3 x -25 ) = -75
13x -75 = -75 | +75
13x = 0 |:13
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 5 3 0

= 5 +0

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x + 3 4 y = 9 4 (I) 2x -y = -3 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x + 3 4 y = 9 4 (I) 2x -y = -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

- 3 5 x + 3 4 y = 9 4 (I) +y = ( 3 +2x ) (II)

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

- 3 5 x + 3 4 · ( 3 +2x ) = 9 4
- 3 5 x + 9 4 + 3 2 x = 9 4
9 10 x + 9 4 = 9 4 |⋅ 20
20( 9 10 x + 9 4 ) = 45
18x +45 = 45 | -45
18x = 0 |:18
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +20

= 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-2x +4y = ?

-6x +14y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-2x +4y = -10 -12 = -22

-6x +14y = -30 -42 = -72

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +4y = -22

-6x +14y = -72

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-16x +4y = 15 (I) 4x -y = -3 (II)

Lösung einblenden
-16x +4y = 15 (I) 4x -y = -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-16x +4y = 15 (I) +y = ( 3 +4x ) (II)

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

-16x + 4 · ( 3 +4x ) = 15
-16x +12 +16x = 15
12 = 15 | -12
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 2 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 425 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 460 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:

2x -5y = 425 (I) 2x -4y = 460 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 425
-5y +2x = 425 | -2x
-5y = 425 -2x |:(-5 )
y = -85 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -85 + 2 5 x ) (I) 2x -4y = 460 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -85 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -85 + 2 5 x ) = 460
2x +340 - 8 5 x = 460
2 5 x +340 = 460 |⋅ 5
5( 2 5 x +340 ) = 2300
2x +1700 = 2300 | -1700
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -85 + 2 5 300

= -85 +120

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35