Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = 6 .

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 - ( -6 ) = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x - ( -6 ) = 6
x +6 = 6 | -6
x = 0

Die Lösung ist somit: (0|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -4y = 16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-1)
denn -4⋅( - 3 ) -4( - 1 ) = 12 +4 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|3)
denn -4⋅( - 7 ) -43 = 28 -12 = 16

Oder : (1|-5)
denn -4⋅1 -4( - 5 ) = -4 +20 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = 15 (I) -3x = -9 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 15 (I) -3x = -9 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-3x = -9 |:(-3 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 3 -3y = 15
9 -3y = 15
-3y +9 = 15 | -9
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = 24 (I) -4x +y = 1 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 24 (I) -4x +y = 1 (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:

-4x + y = 1
y -4x = 1 | +4x
y = 1 +4x

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 24 (I) +y = ( 1 +4x ) (II)

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

4x + 4 · ( 1 +4x ) = 24
4x +4 +16x = 24
20x +4 = 24 | -4
20x = 20 |:20
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +41

= 1 +4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -5y = -48 (I) -x +4y = 30 (II)

Lösung einblenden
3x -5y = -48 (I) -x +4y = 30 (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 = 30 | -4y
-x = 30 -4y |:(-1 )
x = -30 +4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -5y = -48 (I) x = ( -30 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -30 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -30 +4y ) -5y = -48
-90 +12y -5y = -48
7y -90 = -48 | +90
7y = 42 |:7
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -30 +46

= -30 +24

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x + 3 · ( 1 - x ) = 3
-5x +3 -3x = 3
-8x +3 = 3 | -3
-8x = 0 |:(-8 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - ( 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 = 5 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 -3y = ?

-5x -12y = ?

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

-1x -3y = -5 -15 = -20

-5x -12y = -25 -60 = -85

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -20

-5x -12y = -85

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -2y = 7 (I) -x +y = -2 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = 7 (I) -x +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:

-x + y = -2
y - x = -2 | + x
y = -2 + x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = 7 (I) +y = ( -2 + x ) (II)

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

2x -2 · ( -2 + x ) = 7
2x +4 -2x = 7
4 = 7 | -4
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 2 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 465 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:

2x -3y = 465 (I) 4x -5y = 975 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 465
-3y +2x = 465 | -2x
-3y = 465 -2x |:(-3 )
y = -155 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -155 + 2 3 x ) (I) 4x -5y = 975 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -155 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -155 + 2 3 x ) = 975
4x +775 - 10 3 x = 975
2 3 x +775 = 975 |⋅ 3
3( 2 3 x +775 ) = 2925
2x +2325 = 2925 | -2325
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -155 + 2 3 300

= -155 +200

= 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