Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-41 - y = -8

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-41 - y = -8
-4 - y = -8
-y -4 = -8 | +4
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (1|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|5)
denn 3⋅1 +15 = 3 +5 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|2)
denn 3⋅2 +12 = 6 +2 = 8

Oder : (0|8)
denn 3⋅0 +18 = 0 +8 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 16 (I) 2x -3y = 14 (II)

Lösung einblenden
-4y = 16 (I) 2x -3y = 14 (II)

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

-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

+y = -4 (I) 2x -3y = 14 (II)

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

2x -3 · ( -4 ) = 14
2x +12 = 14 | -12
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 9 (I) x -4y = 13 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 9 (I) x -4y = 13 (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 = 13 | +4y
x = 13 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 9 (I) x = ( 13 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 13 +4y ) -2y = 9
39 +12y -2y = 9
10y +39 = 9 | -39
10y = -30 |:10
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +4( -3 )

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +3y = 3 (I) -2x -y = 6 (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 = 6
-y -2x = 6 | +2x
-y = 6 +2x |:(-1 )
y = -6 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 3 · ( -6 -2x ) = 3
-x -18 -6x = 3
-7x -18 = 3 | +18
-7x = 21 |:(-7 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -2( -3 )

= -6 +6

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

6 + y = -x +3 - y (I)
5 = 3x - y (II)

Lösung einblenden

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

6 + y = -x +3 - y | -6 + x + y (I)
5 = 3x - y | -5 -3x + y (II)
x +2y = -3 (I) -3x +y = -5 (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:

-3x + y = -5
y -3x = -5 | +3x
y = -5 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 2 · ( -5 +3x ) = -3
x -10 +6x = -3
7x -10 = -3 | +10
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +31

= -5 +3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 1 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 = ?

6x +3y = ?

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

5x +3y = -20 +3 = -17

6x +3y = -24 +3 = -21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +3y = -17

6x +3y = -21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +6y = -4
6y +6x = -4 | -6x
6y = -4 -6x |:6
y = - 2 3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( - 2 3 - x ) = 3
-3x +2 +3x = 3
2 = 3 | -2
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 675 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 975 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 -5y = 675 (I) 4x -5y = 975 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 675
-5y +3x = 675 | -3x
-5y = 675 -3x |:(-5 )
y = -135 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -135 + 3 5 x ) (I) 4x -5y = 975 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -135 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -135 + 3 5 x ) = 975
4x +675 -3x = 975
x +675 = 975 | -675
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -135 + 3 5 300

= -135 +180

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45