Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = 7 .

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

Lösung einblenden

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

-x +43 = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +43 = 7
-x +12 = 7 | -12
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = 36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|7)
denn -1⋅( - 1 ) +57 = 1 +35 = 36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|8)
denn -1⋅4 +58 = -4 +40 = 36

Oder : (-6|6)
denn -1⋅( - 6 ) +56 = 6 +30 = 36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 9 (I) 3x -2y = 15 (II)

Lösung einblenden
3x = 9 (I) 3x -2y = 15 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = 9 |:3
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

x = 3 (I) 3x -2y = 15 (II)

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

3 · 3 -2y = 15
9 -2y = 15
-2y +9 = 15 | -9
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 12 (I) x +3y = 8 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 12 (I) x +3y = 8 (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 = 8 | -3y
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 12 (I) x = ( 8 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 8 -3y ) +2y = 12
16 -6y +2y = 12
-4y +16 = 12 | -16
-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -31

= 8 -3

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 22 (I) -4x +3y = -9 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 22 (I) -4x +3y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 22
2y +2x = 22 | -2x
2y = 22 -2x |:2
y = 11 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 - x ) (I) -4x +3y = -9 (II)

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

-4x + 3 · ( 11 - x ) = -9
-4x +33 -3x = -9
-7x +33 = -9 | -33
-7x = -42 |:(-7 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 - 6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -1 -4y ) -2y = 5
-1 -4y -2y = 5
-6y -1 = 5 | +1
-6y = 6 |:(-6 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -4( -1 )

= -1 +4

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x +4y = ?

4x +4y = ?

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

5x +4y = -5 +4 = -1

4x +4y = -4 +4 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +4y = -1

4x +4y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

6x +6y = 3 (I) -2x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
6x +6y = 3 (I) -2x -2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +6y = 3
6y +6x = 3 | -6x
6y = 3 -6x |:6
y = 1 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 1 2 - x ) = -1
-2x -1 +2x = -1
-1 = -1 | +1
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 230 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 680 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:

3x -4y = 230 (I) 6x -4y = 680 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 230
-4y +3x = 230 | -3x
-4y = 230 -3x |:(-4 )
y = - 115 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 115 2 + 3 4 x ) (I) 6x -4y = 680 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 115 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( - 115 2 + 3 4 x ) = 680
6x +230 -3x = 680
3x +230 = 680 | -230
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 115 2 + 3 4 150

= - 115 2 + 225 2

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55