Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = 12 .

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

Lösung einblenden

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

4x -34 = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -34 = 12
4x -12 = 12 | +12
4x = 24 |:4
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +3y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-2)
denn 4⋅0 +3( - 2 ) = 0 -6 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-6)
denn 4⋅3 +3( - 6 ) = 12 -18 = -6

Oder : (-3|2)
denn 4⋅( - 3 ) +32 = -12 +6 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 4


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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x +4y = 0 (I) x -2y = 4 (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 -2y = 4 | +2y
x = 4 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( 4 +2y ) +4y = 0
-16 -8y +4y = 0
-4y -16 = 0 | +16
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +2( -4 )

= 4 -8

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +2y = 3 (I) -5x -y = 4 (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:

-5x - y = 4
-y -5x = 4 | +5x
-y = 4 +5x |:(-1 )
y = -4 -5x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 2 · ( -4 -5x ) = 3
-x -8 -10x = 3
-11x -8 = 3 | +8
-11x = 11 |:(-11 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -5( -1 )

= -4 +5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 2 y = 11 2 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 37 20 (II)

Lösung einblenden
x + 1 2 y = 11 2 (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 37 20 (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 + 1 2 y = 11 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 11
2x + y = 11 | - y
2x = 11 - y |:2
x = 11 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 11 2 - 1 2 y ) (I) - 1 5 x - 1 4 y = - 37 20 (II)

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

- 1 5 · ( 11 2 - 1 2 y ) - 1 4 y = - 37 20
- 11 10 + 1 10 y - 1 4 y = - 37 20
- 3 20 y - 11 10 = - 37 20 |⋅ 20
20( - 3 20 y - 11 10 ) = -37
-3y -22 = -37 | +22
-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 2 - 1 2 5

= 11 2 - 5 2

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-3x +1y = ?

-5x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-3x +1y = -15 +1 = -14

-5x +3y = -25 +3 = -22

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = -14

-5x +3y = -22

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = -2 (I) 9x +6y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -2 (I) 9x +6y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = -2
-2y -3x = -2 | +3x
-2y = -2 +3x |:(-2 )
y = 1 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 3 2 x ) (I) 9x +6y = 8 (II)

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

9x + 6 · ( 1 - 3 2 x ) = 8
9x +6 -9x = 8
6 = 8 | -6
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 7 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 1825 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1580 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 -5y = 1825 (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1825
-5y +7x = 1825 | -7x
-5y = 1825 -7x |:(-5 )
y = -365 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -365 + 7 5 x ) (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -365 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -365 + 7 5 x ) = 1580
6x +1460 - 28 5 x = 1580
2 5 x +1460 = 1580 |⋅ 5
5( 2 5 x +1460 ) = 7900
2x +7300 = 7900 | -7300
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -365 + 7 5 300

= -365 +420

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55