Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

20 -4y = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

20 -4y = 4
-4y = 4 |:(-4 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (0|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-6)
denn 2⋅3 +2( - 6 ) = 6 -12 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-8)
denn 2⋅5 +2( - 8 ) = 10 -16 = -6

Oder : (1|-4)
denn 2⋅1 +2( - 4 ) = 2 -8 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -3 ) + y = 12
9 + y = 12
y +9 = 12 | -9
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -5 +2y ) +2y = 1
-15 +6y +2y = 1
8y -15 = 1 | +15
8y = 16 |:8
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +22

= -5 +4

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = 6 (I) -5x -2y = -12 (II)

Lösung einblenden
-x +y = 6 (I) -5x -2y = -12 (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:

-x + y = 6
y - x = 6 | + x
y = 6 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 + x ) (I) -5x -2y = -12 (II)

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

-5x -2 · ( 6 + x ) = -12
-5x -12 -2x = -12
-7x -12 = -12 | +12
-7x = 0 |:(-7 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 +0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 3 x + 1 2 y = 2 3 (I) x +y = 3 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 3 x + 1 2 · ( 3 - x ) = 2 3
1 3 x + 3 2 - 1 2 x = 2 3
- 1 6 x + 3 2 = 2 3 |⋅ 6
6( - 1 6 x + 3 2 ) = 4
-x +9 = 4 | -9
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 5

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

-2x +5y = ?

-6x +16y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-2x +5y = 2 +20 = 22

-6x +16y = 6 +64 = 70

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = 22

-6x +16y = 70

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +4y = -3 (I) 6x -8y = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -3 (I) 6x -8y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = -3
4y -3x = -3 | +3x
4y = -3 +3x |:4
y = - 3 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 + 3 4 x ) (I) 6x -8y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 3 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -8 · ( - 3 4 + 3 4 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 3 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 230 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 735 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:

3x -4y = 230 (I) 6x -3y = 735 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 230
-4y +3x = 230 | -3x
-4y = 230 -3x |:(-4 )
y = - 115 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 115 2 + 3 4 x ) (I) 6x -3y = 735 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 115 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( - 115 2 + 3 4 x ) = 735
6x + 345 2 - 9 4 x = 735
15 4 x + 345 2 = 735 |⋅ 4
4( 15 4 x + 345 2 ) = 2940
15x +690 = 2940 | -690
15x = 2250 |:15
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 115 2 + 3 4 150

= - 115 2 + 225 2

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55