Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +4y = -20 .

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

Lösung einblenden

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

-22 +4y = -20

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-22 +4y = -20
-4 +4y = -20
4y -4 = -20 | +4
4y = -16 |:4
y = -4

Die Lösung ist somit: (2|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = -24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-5)
denn -4⋅1 +4( - 5 ) = -4 -20 = -24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-1)
denn -4⋅5 +4( - 1 ) = -20 -4 = -24

Oder : (-3|-9)
denn -4⋅( - 3 ) +4( - 9 ) = 12 -36 = -24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = 21 (I) -4y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 21 (I) -4y = 8 (II)

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

-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

3x -3y = 21 (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:

3x -3 · ( -2 ) = 21
3x +6 = 21 | -6
3x = 15 |:3
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:

4x -3y = -7 (I) x -3y = -13 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -7 (I) x -3y = -13 (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 = -13 | +3y
x = -13 +3y

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = -7 (I) x = ( -13 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -13 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -13 +3y ) -3y = -7
-52 +12y -3y = -7
9y -52 = -7 | +52
9y = 45 |:9
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 +35

= -13 +15

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = -34 (I) 5x -5y = 10 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = -34 (I) 5x -5y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = -34
5y +3x = -34 | -3x
5y = -34 -3x |:5
y = - 34 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 34 5 - 3 5 x ) (I) 5x -5y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 34 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( - 34 5 - 3 5 x ) = 10
5x +34 +3x = 10
8x +34 = 10 | -34
8x = -24 |:8
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 34 5 - 3 5 ( -3 )

= - 34 5 + 9 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = 2( x -7 ) (I)
2( 1 - y) = 2( -x +8 ) (II)

Lösung einblenden

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

4x +5y = 2( x -7 ) (I)
2( 1 - y) = 2( -x +8 ) (II)
4x +5y = 2x -14 | -2x (I)
2 -2y = -2x +16 | -2 +2x (II)
2x +5y = -14 (I) 2x -2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = -14
5y +2x = -14 | -2x
5y = -14 -2x |:5
y = - 14 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 14 5 - 2 5 x ) (I) 2x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 14 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( - 14 5 - 2 5 x ) = 14
2x + 28 5 + 4 5 x = 14
14 5 x + 28 5 = 14 |⋅ 5
5( 14 5 x + 28 5 ) = 70
14x +28 = 70 | -28
14x = 42 |:14
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 14 5 - 2 5 3

= - 14 5 - 6 5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

2x +4y = ?

3x +8y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

2x +4y = -4 -4 = -8

3x +8y = -6 -8 = -14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +4y = -8

3x +8y = -14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +12y = 11 (I) x -3y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4x +12y = 11 (I) x -3y = -2 (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 = -2 | +3y
x = -2 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +12y = 11 (I) x = ( -2 +3y ) (II)

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

-4 · ( -2 +3y ) +12y = 11
8 -12y +12y = 11
8 = 11 | -8
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 4 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 1040 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1900 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 -4y = 1040 (I) 7x -5y = 1900 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1040
-4y +4x = 1040 | -4x
-4y = 1040 -4x |:(-4 )
y = -260 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -260 + x ) (I) 7x -5y = 1900 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -260 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -260 + x ) = 1900
7x +1300 -5x = 1900
2x +1300 = 1900 | -1300
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -260 +300

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40