Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -4y = 8 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-2( -2 ) -4y = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-2)
denn -1⋅( - 3 ) +4( - 2 ) = 3 -8 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-1)
denn -1⋅1 +4( - 1 ) = -1 -4 = -5

Oder : (-7|-3)
denn -1⋅( - 7 ) +4( - 3 ) = 7 -12 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -12 (I) 2x +4y = -8 (II)

Lösung einblenden
-2x = -12 (I) 2x +4y = -8 (II)

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

-2x = -12 |:(-2 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) 2x +4y = -8 (II)

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

2 · 6 +4y = -8
12 +4y = -8
4y +12 = -8 | -12
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = 36 (I) x +2y = 0 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 36 (I) x +2y = 0 (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 = 0 | -2y
x = -2y

Als neues LGS erhält man so:

4x -4y = 36 (I) x = -2 y (II)

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

4 · ( -2y ) -4y = 36
-8y -4y = 36
-12y = 36 |:(-12 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2( -3 )

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -3y = -12 (I) -x +5y = 33 (II)

Lösung einblenden
-2x -3y = -12 (I) -x +5y = 33 (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 +5y = 33 | -5y
-x = 33 -5y |:(-1 )
x = -33 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-2x -3y = -12 (I) x = ( -33 +5y ) (II)

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

-2 · ( -33 +5y ) -3y = -12
66 -10y -3y = -12
-13y +66 = -12 | -66
-13y = -78 |:(-13 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -33 +56

= -33 +30

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 5x -4( 6 + y) (I)
16 = 5x +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:

0 = 5x -4( 6 + y) (I)
16 = 5x +4y (II)
0 = 5x -24 -4y | -5x +4y (I)
16 = 5x +4y | -16 -5x -4y (II)
-5x +4y = -24 (I) -5x -4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +4y = -24
4y -5x = -24 | +5x
4y = -24 +5x |:4
y = -6 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 + 5 4 x ) (I) -5x -4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -6 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -4 · ( -6 + 5 4 x ) = -16
-5x +24 -5x = -16
-10x +24 = -16 | -24
-10x = -40 |:(-10 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 + 5 4 4

= -6 +5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -3 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 -3y = ?

-2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-4x -3y = -4 +9 = 5

-2x +1y = -2 -3 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = 5

-2x +1y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +4y = 1 (I) -6x -8y = -2 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = 1 (I) -6x -8y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 4 - 3 4 x ) (I) -6x -8y = -2 (II)

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

-6x -8 · ( 1 4 - 3 4 x ) = -2
-6x -2 +6x = -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 3 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 345 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 875 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 -3y = 345 (I) 7x -5y = 875 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 345
-3y +3x = 345 | -3x
-3y = 345 -3x |:(-3 )
y = -115 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + x ) (I) 7x -5y = 875 (II)

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

7x -5 · ( -115 + x ) = 875
7x +575 -5x = 875
2x +575 = 875 | -575
2x = 300 |:2
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