Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 11 .

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

Lösung einblenden

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

4( -1 ) +5y = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -1 ) +5y = 11
-4 +5y = 11
5y -4 = 11 | +4
5y = 15 |:5
y = 3

Die Lösung ist somit: (-1|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|3)
denn -3⋅( - 1 ) -23 = 3 -6 = -3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|6)
denn -3⋅( - 3 ) -26 = 9 -12 = -3

Oder : (1|0)
denn -3⋅1 -20 = -3 +0 = -3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = 15 (I) -3x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3y = 15 (I) -3x -2y = 4 (II)

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

-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -2 · ( -5 ) = 4
-3x +10 = 4 | -10
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +3y = -3 (I) 2x +4y = 0 (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 +3y = -3 | -3y
x = -3 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -3 -3y ) +4y = 0
-6 -6y +4y = 0
-2y -6 = 0 | +6
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 -3( -3 )

= -3 +9

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -2y = -2 (I) -3x -5y = -5 (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 = -2 | +2y
-x = -2 +2y |:(-1 )
x = 2 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( 2 -2y ) -5y = -5
-6 +6y -5y = -5
y -6 = -5 | +6
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 -21

= 2 -2

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( 3 +2y) = -3x - y (I)
0 = -x -7 +4y (II)

Lösung einblenden

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

-2( 3 +2y) = -3x - y (I)
0 = -x -7 +4y (II)
-6 -4y = -3x - y | + 6 +3x + y (I)
0 = -x -7 +4y | + x -4y (II)
3x -3y = 6 (I) x -4y = -7 (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 = -7 | +4y
x = -7 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -3y = 6 (I) x = ( -7 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -7 +4y ) -3y = 6
-21 +12y -3y = 6
9y -21 = 6 | +21
9y = 27 |:9
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +43

= -7 +12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

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.:

4x -1y = ?

1x -1y = ?

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

4x -1y = -12 +4 = -8

1x -1y = -3 +4 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -1y = -8

1x -1y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x -6y = -7 (I) -4x +2y = 3 (II)

Lösung einblenden
12x -6y = -7 (I) -4x +2y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x -6y = -7
-6y +12x = -7 | -12x
-6y = -7 -12x |:(-6 )
y = 7 6 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 6 +2x ) (I) -4x +2y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 6 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( 7 6 +2x ) = 3
-4x + 7 3 +4x = 3
7 3 = 3 | - 7 3
0 = 2 3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 1380 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1340 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:

5x -3y = 1380 (I) 5x -4y = 1340 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 1380
-3y +5x = 1380 | -5x
-3y = 1380 -5x |:(-3 )
y = -460 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -460 + 5 3 x ) (I) 5x -4y = 1340 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -460 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -460 + 5 3 x ) = 1340
5x +1840 - 20 3 x = 1340
- 5 3 x +1840 = 1340 |⋅ 3
3( - 5 3 x +1840 ) = 4020
-5x +5520 = 4020 | -5520
-5x = -1500 |:(-5 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -460 + 5 3 300

= -460 +500

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40