Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

33 + y = 2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

33 + y = 2
9 + y = 2
y +9 = 2 | -9
y = -7

Die Lösung ist somit: (3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-3)
denn 3⋅( - 1 ) -5( - 3 ) = -3 +15 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|-6)
denn 3⋅( - 6 ) -5( - 6 ) = -18 +30 = 12

Oder : (4|0)
denn 3⋅4 -50 = 12 +0 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = -16 (I) -3y = 6 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -16 (I) -3y = 6 (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 = 6 |:(-3 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -2 · ( -2 ) = -16
-4x +4 = -16 | -4
-4x = -20 |:(-4 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 12 (I) 3x +y = -24 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 12 (I) 3x +y = -24 (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 = -24
y +3x = -24 | -3x
y = -24 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 12 (I) +y = ( -24 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -24 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 1 · ( -24 -3x ) = 12
-3x -24 -3x = 12
-6x -24 = 12 | +24
-6x = 36 |:(-6 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -24 -3( -6 )

= -24 +18

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -16 (I) -3x -4y = 14 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -16 (I) -3x -4y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = -16
3y +5x = -16 | -5x
3y = -16 -5x |:3
y = - 16 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 - 5 3 x ) (I) -3x -4y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( - 16 3 - 5 3 x ) = 14
-3x + 64 3 + 20 3 x = 14
11 3 x + 64 3 = 14 |⋅ 3
3( 11 3 x + 64 3 ) = 42
11x +64 = 42 | -64
11x = -22 |:11
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 - 5 3 ( -2 )

= - 16 3 + 10 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 4 x + 1 2 y = - 1 2 (I) 2 5 x -2y = 38 5 (II)

Lösung einblenden
1 4 x + 1 2 y = - 1 2 (I) 2 5 x -2y = 38 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - 1 2 x ) (I) 2 5 x -2y = 38 5 (II)

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

2 5 x -2 · ( -1 - 1 2 x ) = 38 5
2 5 x +2 + x = 38 5
7 5 x +2 = 38 5 |⋅ 5
5( 7 5 x +2 ) = 38
7x +10 = 38 | -10
7x = 28 |:7
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 1 2 4

= -1 -2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -5 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 +2y = ?

-7x +5y = ?

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

-4x +2y = 20 -10 = 10

-7x +5y = 35 -25 = 10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +2y = 10

-7x +5y = 10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +4y = 1 (I) 8x -8y = -5 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = 1 (I) 8x -8y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 4 + x ) (I) 8x -8y = -5 (II)

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

8x -8 · ( 1 4 + x ) = -5
8x -2 -8x = -5
-2 = -5 | +2
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 7 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 2010 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1650 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:

7x -3y = 2010 (I) 6x -5y = 1650 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -3y = 2010
-3y +7x = 2010 | -7x
-3y = 2010 -7x |:(-3 )
y = -670 + 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -670 + 7 3 x ) (I) 6x -5y = 1650 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -670 + 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -670 + 7 3 x ) = 1650
6x +3350 - 35 3 x = 1650
- 17 3 x +3350 = 1650 |⋅ 3
3( - 17 3 x +3350 ) = 4950
-17x +10050 = 4950 | -10050
-17x = -5100 |:(-17 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -670 + 7 3 300

= -670 +700

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30