Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -14 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

( -2 ) -3y = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -2 ) -3y = -14
-2 -3y = -14
-3y -2 = -14 | +2
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-2|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|1)
denn -1⋅( - 4 ) -1⋅1 = 4 -1 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|2)
denn -1⋅( - 5 ) -1⋅2 = 5 -2 = 3

Oder : (-3|0)
denn -1⋅( - 3 ) -1⋅0 = 3 +0 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = 2 (I) -4x +3y = 17 (II)

Lösung einblenden
-2y = 2 (I) -4x +3y = 17 (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 = 2 |:(-2 )
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

+y = -1 (I) -4x +3y = 17 (II)

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

-4x + 3 · ( -1 ) = 17
-4x -3 = 17 | +3
-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = -17 (I) 3x +y = 23 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -17 (I) 3x +y = 23 (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 = 23
y +3x = 23 | -3x
y = 23 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -y = -17 (I) +y = ( 23 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 23 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -1 · ( 23 -3x ) = -17
-2x -23 +3x = -17
x -23 = -17 | +23
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 -3⋅6

= 23 -18

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -7 (I) 4x -4y = -12 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -7 (I) 4x -4y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = -7
-4y +3x = -7 | -3x
-4y = -7 -3x |:(-4 )
y = 7 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 4 + 3 4 x ) (I) 4x -4y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -4 · ( 7 4 + 3 4 x ) = -12
4x -7 -3x = -12
x -7 = -12 | +7
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 4 + 3 4 ⋅( -5 )

= 7 4 - 15 4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 3 2 y = 10 (I) - 1 5 x +y = 16 5 (II)

Lösung einblenden
x + 3 2 y = 10 (I) - 1 5 x +y = 16 5 (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:

- 1 5 x + y = 16 5
y - 1 5 x = 16 5 |⋅ 5
5( y - 1 5 x) = 16
5y - x = 16 | + x
5y = 16 + x |:5
y = 16 5 + 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

x + 3 2 y = 10 (I) +y = ( 16 5 + 1 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 16 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 3 2 · ( 16 5 + 1 5 x ) = 10
x + 24 5 + 3 10 x = 10
13 10 x + 24 5 = 10 |⋅ 10
10( 13 10 x + 24 5 ) = 100
13x +48 = 100 | -48
13x = 52 |:13
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 5 + 1 5 ⋅4

= 16 5 + 4 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

-4x +1y = ?

-5x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-4x +1y = -4 -3 = -7

-5x +3y = -5 -9 = -14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +1y = -7

-5x +3y = -14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( 1 -3y ) -12y = -4
-4 +12y -12y = -4
-4 = -4 | +4
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1130 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1360 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 -2y = 1130 (I) 5x -4y = 1360 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1130
-2y +4x = 1130 | -4x
-2y = 1130 -4x |:(-2 )
y = -565 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -565 +2x ) (I) 5x -4y = 1360 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -565 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -565 +2x ) = 1360
5x +2260 -8x = 1360
-3x +2260 = 1360 | -2260
-3x = -900 |:(-3 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -565 +2⋅300

= -565 +600

= 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