Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 5 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-5⋅6 -5y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5⋅6 -5y = 5
-30 -5y = 5
-5y -30 = 5 | +30
-5y = 35 |:(-5 )
y = -7

Die Lösung ist somit: (6|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = 16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|3)
denn -5⋅( - 2 ) +2⋅3 = 10 +6 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|8)
denn -5⋅0 +2⋅8 = 0 +16 = 16

Oder : (-4|-2)
denn -5⋅( - 4 ) +2⋅( - 2 ) = 20 -4 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = -32 (I) +3y = 6 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = -32 (I) +3y = 6 (II)

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

3y = 6 |:3
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = -32 (I) +y = 2 (II)

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

4x -4 · 2 = -32
4x -8 = -32 | +8
4x = -24 |:4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2⋅1

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +4y = 16 (I) -x -4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = 16 (I) -x -4y = -16 (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 = -16 | +4y
-x = -16 +4y |:(-1 )
x = 16 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = 16 (I) x = ( 16 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 16 -4y ) +4y = 16
-64 +16y +4y = 16
20y -64 = 16 | +64
20y = 80 |:20
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -4⋅4

= 16 -16

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x + 1 3 y = 2 (I) -x - 1 5 y = 33 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x + 1 3 y = 2 (I) -x - 1 5 y = 33 5 (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 - 1 5 y = 33 5 |⋅ 5
5( -x - 1 5 y) = 33
-5x - y = 33 | + y
-5x = 33 + y |:(-5 )
x = - 33 5 - 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x + 1 3 y = 2 (I) x = ( - 33 5 - 1 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 33 5 - 1 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 2 · ( - 33 5 - 1 5 y ) + 1 3 y = 2
33 10 + 1 10 y + 1 3 y = 2
13 30 y + 33 10 = 2 |⋅ 30
30( 13 30 y + 33 10 ) = 60
13y +99 = 60 | -99
13y = -39 |:13
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 33 5 - 1 5 ⋅( -3 )

= - 33 5 + 3 5

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x -3y = ?

-7x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-5x -3y = -25 -6 = -31

-7x -6y = -35 -12 = -47

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -3y = -31

-7x -6y = -47

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( 2 +3y ) +9y = -6
-6 -9y +9y = -6
-6 = -6 | +6
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 575 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 125 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 -5y = 575 (I) 2x -5y = 125 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 575
-5y +5x = 575 | -5x
-5y = 575 -5x |:(-5 )
y = -115 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + x ) (I) 2x -5y = 125 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -115 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( -115 + x ) = 125
2x +575 -5x = 125
-3x +575 = 125 | -575
-3x = -450 |:(-3 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -115 +150

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35