Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = -29 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

3x +2( -4 ) = -29

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +2( -4 ) = -29
3x -8 = -29 | +8
3x = -21 |:3
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|0)
denn 1⋅( - 1 ) -20 = -1 +0 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-1)
denn 1⋅( - 3 ) -2( - 1 ) = -3 +2 = -1

Oder : (1|1)
denn 1⋅1 -21 = 1 -2 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
+3y = 3 (I) -2x -y = -9 (II)

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

3y = 3 |:3
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

+y = 1 (I) -2x -y = -9 (II)

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

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

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: (4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 6 (I) -4x +2y = 36 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 6 (I) -4x +2y = 36 (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 +2y = 6 | -2y
x = 6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -2y ) (I) -4x +2y = 36 (II)

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

-4 · ( 6 -2y ) +2y = 36
-24 +8y +2y = 36
10y -24 = 36 | +24
10y = 60 |:10
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -26

= 6 -12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -y = -15 (I) 2x +2y = 6 (II)

Lösung einblenden
5x -y = -15 (I) 2x +2y = 6 (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:

5x - y = -15
-y +5x = -15 | -5x
-y = -15 -5x |:(-1 )
y = 15 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 15 +5x ) (I) 2x +2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 15 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( 15 +5x ) = 6
2x +30 +10x = 6
12x +30 = 6 | -30
12x = -24 |:12
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 +5( -2 )

= 15 -10

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x - 2 5 y = - 48 5 (I) x -y = 0 (II)

Lösung einblenden
-2x - 2 5 y = - 48 5 (I) x -y = 0 (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:

x - y = 0
-y + x = 0 | - x
-y = -x |:(-1 )
y = x

Als neues LGS erhält man so:

-2x - 2 5 y = - 48 5 (I) +y = x (II)

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

-2x - 2 5 · x = - 48 5
-2x - 2 5 x = - 48 5
- 12 5 x = - 48 5 |⋅ 5
-12x = -48 |:(-12 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -4 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 = ?

5x +10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

2x +5y = 10 -20 = -10

5x +10y = 25 -40 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +5y = -10

5x +10y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
4x -2y = -3 (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

Als neues LGS erhält man so:

4x -2y = -3 (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:

4x -2 · ( 2 +2x ) = -3
4x -4 -4x = -3
-4 = -3 | +4
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 230 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 285 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 -4y = 230 (I) 3x -3y = 285 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 230
-4y +3x = 230 | -3x
-4y = 230 -3x |:(-4 )
y = - 115 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 115 2 + 3 4 x ) (I) 3x -3y = 285 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 115 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( - 115 2 + 3 4 x ) = 285
3x + 345 2 - 9 4 x = 285
3 4 x + 345 2 = 285 |⋅ 4
4( 3 4 x + 345 2 ) = 1140
3x +690 = 1140 | -690
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 115 2 + 3 4 150

= - 115 2 + 225 2

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55