Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -63 .

Bestimme x so, dass (x|7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 7 in die Gleichung ein und erhält:

-5x -47 = -63

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -47 = -63
-5x -28 = -63 | +28
-5x = -35 |:(-5 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -2y = -30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|1)
denn 4⋅( - 7 ) -21 = -28 -2 = -30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-3)
denn 4⋅( - 9 ) -2( - 3 ) = -36 +6 = -30

Oder : (-5|5)
denn 4⋅( - 5 ) -25 = -20 -10 = -30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 4 (I) -3y = 15 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 4 (I) -3y = 15 (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 = 15 |:(-3 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( -5 ) = 4
-4x +20 = 4 | -20
-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x -2y = -1 (I) -3x +y = -4 (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 = -4
y -3x = -4 | +3x
y = -4 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( -4 +3x ) = -1
3x +8 -6x = -1
-3x +8 = -1 | -8
-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +33

= -4 +9

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 12 (I) -2x +3y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 12 (I) -2x +3y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +3y = 12
3y -3x = 12 | +3x
3y = 12 +3x |:3
y = 4 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 3 · ( 4 + x ) = 8
-2x +12 +3x = 8
x +12 = 8 | -12
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x - 2 3 y = - 8 3 (I) x + 1 5 y = - 22 5 (II)

Lösung einblenden
x - 2 3 y = - 8 3 (I) x + 1 5 y = - 22 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 = - 22 5 |⋅ 5
5( x + 1 5 y) = -22
5x + y = -22 | - y
5x = -22 - y |:5
x = - 22 5 - 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x - 2 3 y = - 8 3 (I) x = ( - 22 5 - 1 5 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( - 22 5 - 1 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( - 22 5 - 1 5 y ) - 2 3 y = - 8 3
- 22 5 - 1 5 y - 2 3 y = - 8 3
- 13 15 y - 22 5 = - 8 3 |⋅ 15
15( - 13 15 y - 22 5 ) = -40
-13y -66 = -40 | +66
-13y = 26 |:(-13 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 22 5 - 1 5 ( -2 )

= - 22 5 + 2 5

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

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.:

-2x +5y = ?

1x -4y = ?

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

-2x +5y = -4 -10 = -14

1x -4y = 2 +8 = 10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = -14

1x -4y = 10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -12y = 6 (I) x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
-3x -12y = 6 (I) x +4y = -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 +4y = -2 | -4y
x = -2 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -12y = 6 (I) x = ( -2 -4y ) (II)

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

-3 · ( -2 -4y ) -12y = 6
6 +12y -12y = 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 7 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 980 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 425 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:

7x -2y = 980 (I) 4x -5y = 425 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 980
-2y +7x = 980 | -7x
-2y = 980 -7x |:(-2 )
y = -490 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -490 + 7 2 x ) (I) 4x -5y = 425 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -490 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -490 + 7 2 x ) = 425
4x +2450 - 35 2 x = 425
- 27 2 x +2450 = 425 |⋅ 2
2( - 27 2 x +2450 ) = 850
-27x +4900 = 850 | -4900
-27x = -4050 |:(-27 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -490 + 7 2 150

= -490 +525

= 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