Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = -15 .

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

45 +5y = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

45 +5y = -15
20 +5y = -15
5y +20 = -15 | -20
5y = -35 |:5
y = -7

Die Lösung ist somit: (5|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|0)
denn 3⋅7 -10 = 21 +0 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-3)
denn 3⋅6 -1( - 3 ) = 18 +3 = 21

Oder : (8|3)
denn 3⋅8 -13 = 24 -3 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -3 · 1 = -8
x -3 = -8 | +3
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 13 (I) -4x -2y = 24 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 13 (I) -4x -2y = 24 (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:

-3x + y = 13
y -3x = 13 | +3x
y = 13 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 +3x ) (I) -4x -2y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( 13 +3x ) = 24
-4x -26 -6x = 24
-10x -26 = 24 | +26
-10x = 50 |:(-10 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 +3( -5 )

= 13 -15

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -3y = -5 (I) 4x -3y = 4 (II)

Lösung einblenden
-5x -3y = -5 (I) 4x -3y = 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 3 - 5 3 1

= 5 3 - 5 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 5 x - 1 2 y = - 1 2
- 1 2 y - 2 5 x = - 1 2 |⋅ 10
10( - 1 2 y - 2 5 x) = -5
-5y -4x = -5 | +4x
-5y = -5 +4x |:(-5 )
y = 1 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 4 5 x ) (I) - 1 2 x - 2 3 y = - 2 3 (II)

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

- 1 2 x - 2 3 · ( 1 - 4 5 x ) = - 2 3
- 1 2 x - 2 3 + 8 15 x = - 2 3
1 30 x - 2 3 = - 2 3 |⋅ 30
30( 1 30 x - 2 3 ) = -20
x -20 = -20 | +20
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 4 5 0

= 1 +0

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-1x +2y = ?

-2x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x +2y = 1 +10 = 11

-2x +6y = 2 +30 = 32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = 11

-2x +6y = 32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +4y = 3 (I) -3x -12y = -8 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 3 (I) -3x -12y = -8 (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 +4y = 3 | -4y
x = 3 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 -4y ) (I) -3x -12y = -8 (II)

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

-3 · ( 3 -4y ) -12y = -8
-9 +12y -12y = -8
-9 = -8 | +9
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 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 2000 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1550 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 = 2000 (I) 6x -5y = 1550 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 2000
-2y +7x = 2000 | -7x
-2y = 2000 -7x |:(-2 )
y = -1000 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1000 + 7 2 x ) (I) 6x -5y = 1550 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -1000 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -5 · ( -1000 + 7 2 x ) = 1550
6x +5000 - 35 2 x = 1550
- 23 2 x +5000 = 1550 |⋅ 2
2( - 23 2 x +5000 ) = 3100
-23x +10000 = 3100 | -10000
-23x = -6900 |:(-23 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1000 + 7 2 300

= -1000 +1050

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50