Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -3y = -16 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

21 -3y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

21 -3y = -16
2 -3y = -16
-3y +2 = -16 | -2
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (1|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -3y = 18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-6)
denn -2⋅0 -3( - 6 ) = 0 +18 = 18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-4)
denn -2⋅( - 3 ) -3( - 4 ) = 6 +12 = 18

Oder : (3|-8)
denn -2⋅3 -3( - 8 ) = -6 +24 = 18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 21 (I) -3x = 12 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 21 (I) -3x = 12 (II)

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

-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 21 (I) x = -4 (II)

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

-4 · ( -4 ) + y = 21
16 + y = 21
y +16 = 21 | -16
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -3y = 8 (I) x +3y = -10 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = 8 (I) x +3y = -10 (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 = -10 | -3y
x = -10 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = 8 (I) x = ( -10 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -10 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -10 -3y ) -3y = 8
20 +6y -3y = 8
3y +20 = 8 | -20
3y = -12 |:3
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -3( -4 )

= -10 +12

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = -15 (I) -2x +2y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -15 (I) -2x +2y = -6 (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:

-2x - y = -15
-y -2x = -15 | +2x
-y = -15 +2x |:(-1 )
y = 15 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 15 -2x ) (I) -2x +2y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 15 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 · ( 15 -2x ) = -6
-2x +30 -4x = -6
-6x +30 = -6 | -30
-6x = -36 |:(-6 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 -26

= 15 -12

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x + 1 4 y = - 13 4 (I) - 1 2 x + 1 2 y = - 7 2 (II)

Lösung einblenden
-x + 1 4 y = - 13 4 (I) - 1 2 x + 1 2 y = - 7 2 (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 4 y = - 13 4 |⋅ 4
4( -x + 1 4 y) = -13
-4x + y = -13 | - y
-4x = -13 - y |:(-4 )
x = 13 4 + 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 13 4 + 1 4 y ) (I) - 1 2 x + 1 2 y = - 7 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 13 4 + 1 4 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 2 · ( 13 4 + 1 4 y ) + 1 2 y = - 7 2
- 13 8 - 1 8 y + 1 2 y = - 7 2
3 8 y - 13 8 = - 7 2 |⋅ 8
8( 3 8 y - 13 8 ) = -28
3y -13 = -28 | +13
3y = -15 |:3
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 4 + 1 4 ( -5 )

= 13 4 - 5 4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 4 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 +4y = ?

-4x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-3x +4y = -9 +16 = 7

-4x +2y = -12 +8 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +4y = 7

-4x +2y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-4x -8y = -4 (I) 2x +4y = 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -8y = -4
-8y -4x = -4 | +4x
-8y = -4 +4x |:(-8 )
y = 1 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

2x + 4 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 2
2x +2 -2x = 2
2 = 2 | -2
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 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 1950 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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 = 1950 (I) 3x -5y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1950
-5y +7x = 1950 | -7x
-5y = 1950 -7x |:(-5 )
y = -390 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -390 + 7 5 x ) (I) 3x -5y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -390 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -390 + 7 5 x ) = 750
3x +1950 -7x = 750
-4x +1950 = 750 | -1950
-4x = -1200 |:(-4 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -390 + 7 5 300

= -390 +420

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30