Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = -29 .

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

Lösung einblenden

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

x +4( -6 ) = -29

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +4( -6 ) = -29
x -24 = -29 | +24
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|7)
denn -2⋅7 +57 = -14 +35 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (12|9)
denn -2⋅12 +59 = -24 +45 = 21

Oder : (2|5)
denn -2⋅2 +55 = -4 +25 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 12 (I) x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
2x = 12 (I) x +2y = 14 (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) x +2y = 14 (II)

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

1 · 6 +2y = 14
6 +2y = 14
2y +6 = 14 | -6
2y = 8 |:2
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = -8 (I) -4x -2y = 4 (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 = -8 | +3y
x = -8 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -8 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -8 +3y ) -2y = 4
32 -12y -2y = 4
-14y +32 = 4 | -32
-14y = -28 |:(-14 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +32

= -8 +6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = 28 (I) x +3y = 20 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 28 (I) x +3y = 20 (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 = 20 | -3y
x = 20 -3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 28 (I) x = ( 20 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 20 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 20 -3y ) +4y = 28
40 -6y +4y = 28
-2y +40 = 28 | -40
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -36

= 20 -18

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 2 x + 1 2 · ( -2 +2x ) = -4
1 2 x -1 + x = -4
3 2 x -1 = -4 |⋅ 2
2( 3 2 x -1 ) = -8
3x -2 = -8 | +2
3x = -6 |:3
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +2( -2 )

= -2 -4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 +4y = ?

7x +8y = ?

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

5x +4y = 10 +8 = 18

7x +8y = 14 +16 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +4y = 18

7x +8y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 3
2y +2x = 3 | -2x
2y = 3 -2x |:2
y = 3 2 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( 3 2 - x ) = -3
-4x -6 +4x = -3
-6 = -3 | +6
0 = 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 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1440 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 -2y = 1440 (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 1440
-2y +5x = 1440 | -5x
-2y = 1440 -5x |:(-2 )
y = -720 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -720 + 5 2 x ) (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -720 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -720 + 5 2 x ) = 2010
7x +2160 - 15 2 x = 2010
- 1 2 x +2160 = 2010 |⋅ 2
2( - 1 2 x +2160 ) = 4020
-x +4320 = 4020 | -4320
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -720 + 5 2 300

= -720 +750

= 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