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: 2x +3y = 15 .

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

Lösung einblenden

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

2( -3 ) +3y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -3 ) +3y = 15
-6 +3y = 15
3y -6 = 15 | +6
3y = 21 |:3
y = 7

Die Lösung ist somit: (-3|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|0)
denn 3⋅( - 4 ) +20 = -12 +0 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-3)
denn 3⋅( - 2 ) +2( - 3 ) = -6 -6 = -12

Oder : (-6|3)
denn 3⋅( - 6 ) +23 = -18 +6 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x = 8 (I) -4x +3y = 4 (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 = 8 |:4
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · 2 +3y = 4
-8 +3y = 4
3y -8 = 4 | +8
3y = 12 |:3
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 12 (I) 3x -2y = 21 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 12 (I) 3x -2y = 21 (II)

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

3x + y = 12
y +3x = 12 | -3x
y = 12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 -3x ) (I) 3x -2y = 21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 12 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( 12 -3x ) = 21
3x -24 +6x = 21
9x -24 = 21 | +24
9x = 45 |:9
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -35

= 12 -15

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 5 · ( 1 + x ) = -4
4x +5 +5x = -4
9x +5 = -4 | -5
9x = -9 |:9
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( -x +2 )-3y = 0 (I)
-1 = 4x -5y (II)

Lösung einblenden

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

3( -x +2 )-3y = 0 (I)
-1 = 4x -5y (II)
-3x +6 -3y = 0 | -6 (I)
-1 = 4x -5y | + 1 -4x +5y (II)
-3x -3y = -6 (I) -4x +5y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -3y = -6
-3y -3x = -6 | +3x
-3y = -6 +3x |:(-3 )
y = 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 5 · ( 2 - x ) = 1
-4x +10 -5x = 1
-9x +10 = 1 | -10
-9x = -9 |:(-9 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 1

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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 +2y = ?

4x +4y = ?

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

5x +2y = 15 -2 = 13

4x +4y = 12 -4 = 8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = 13

4x +4y = 8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -4y = 2 (I) 6x +12y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 2 (I) 6x +12y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 1 2 x ) (I) 6x +12y = -6 (II)

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

6x + 12 · ( - 1 2 - 1 2 x ) = -6
6x -6 -6x = -6
-6 = -6 | +6
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 4 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 400 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 970 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 -5y = 400 (I) 7x -2y = 970 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 400
-5y +4x = 400 | -4x
-5y = 400 -4x |:(-5 )
y = -80 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -80 + 4 5 x ) (I) 7x -2y = 970 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -80 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -80 + 4 5 x ) = 970
7x +160 - 8 5 x = 970
27 5 x +160 = 970 |⋅ 5
5( 27 5 x +160 ) = 4850
27x +800 = 4850 | -800
27x = 4050 |:27
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -80 + 4 5 150

= -80 +120

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40