Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +4y = 0.

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

5( -4 ) +4y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -4 ) +4y = 0
-20 +4y = 0
4y -20 = 0 | +20
4y = 20 |:4
y = 5

Die Lösung ist somit: (-4|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn -1⋅6 +2( - 3 ) = -6 -6 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|-2)
denn -1⋅8 +2( - 2 ) = -8 -4 = -12

Oder : (4|-4)
denn -1⋅4 +2( - 4 ) = -4 -8 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 4 (I) -4x -4y = 20 (II)

Lösung einblenden
4x = 4 (I) -4x -4y = 20 (II)

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

4x = 4 |:4
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) -4x -4y = 20 (II)

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

-4 · 1 -4y = 20
-4 -4y = 20
-4y -4 = 20 | +4
-4y = 24 |:(-4 )
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 18 (I) -3x -4y = 6 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 18 (I) -3x -4y = 6 (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 -2y = 18 | +2y
x = 18 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 +2y ) (I) -3x -4y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 18 +2y ) -4y = 6
-54 -6y -4y = 6
-10y -54 = 6 | +54
-10y = 60 |:(-10 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +2( -6 )

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -5y = 22 (I) -5x +3y = -36 (II)

Lösung einblenden
2x -5y = 22 (I) -5x +3y = -36 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 22
-5y +2x = 22 | -2x
-5y = 22 -2x |:(-5 )
y = - 22 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 22 5 + 2 5 x ) (I) -5x +3y = -36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 22 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( - 22 5 + 2 5 x ) = -36
-5x - 66 5 + 6 5 x = -36
- 19 5 x - 66 5 = -36 |⋅ 5
5( - 19 5 x - 66 5 ) = -180
-19x -66 = -180 | +66
-19x = -114 |:(-19 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 22 5 + 2 5 6

= - 22 5 + 12 5

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x + 2 3 y = 4 (I) 1 4 x +y = 6 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x + 2 3 y = 4 (I) 1 4 x +y = 6 (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 4 x + y = 6
y + 1 4 x = 6 |⋅ 4
4( y + 1 4 x) = 24
4y + x = 24 | - x
4y = 24 - x |:4
y = 6 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x + 2 3 y = 4 (I) +y = ( 6 - 1 4 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 6 - 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 2 x + 2 3 · ( 6 - 1 4 x ) = 4
- 1 2 x +4 - 1 6 x = 4
- 2 3 x +4 = 4 |⋅ 3
3( - 2 3 x +4 ) = 12
-2x +12 = 12 | -12
-2x = 0 |:(-2 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 1 4 ( 0 )

= 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

3x +1y = ?

1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

3x +1y = -12 -2 = -14

1x -2y = -4 +4 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +1y = -14

1x -2y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +9y = -7 (I) x -3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-3x +9y = -7 (I) x -3y = 3 (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 = 3 | +3y
x = 3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +9y = -7 (I) x = ( 3 +3y ) (II)

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

-3 · ( 3 +3y ) +9y = -7
-9 -9y +9y = -7
-9 = -7 | +9
0 = 2

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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 465 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1410 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 -3y = 465 (I) 5x -2y = 1410 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 465
-3y +2x = 465 | -2x
-3y = 465 -2x |:(-3 )
y = -155 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -155 + 2 3 x ) (I) 5x -2y = 1410 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -155 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -155 + 2 3 x ) = 1410
5x +310 - 4 3 x = 1410
11 3 x +310 = 1410 |⋅ 3
3( 11 3 x +310 ) = 4230
11x +930 = 4230 | -930
11x = 3300 |:11
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -155 + 2 3 300

= -155 +200

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45