Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = -26 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-32 -4y = -26

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-32 -4y = -26
-6 -4y = -26
-4y -6 = -26 | +6
-4y = -20 |:(-4 )
y = 5

Die Lösung ist somit: (2|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-3)
denn -1⋅3 -2( - 3 ) = -3 +6 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-2)
denn -1⋅1 -2( - 2 ) = -1 +4 = 3

Oder : (5|-4)
denn -1⋅5 -2( - 4 ) = -5 +8 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = 12 (I) -y = 2 (II)

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = -4 (I) -3x +y = 0 (II)

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

-3x + y = 0
y -3x = 0 | +3x
y = 3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 1 · 3x = -4
-x +3x = -4
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3( -2 )

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = 6 (I) x +5y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = 6 (I) x +5y = -15 (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 +5y = -15 | -5y
x = -15 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = 6 (I) x = ( -15 -5y ) (II)

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

-4 · ( -15 -5y ) -2y = 6
60 +20y -2y = 6
18y +60 = 6 | -60
18y = -54 |:18
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 -5( -3 )

= -15 +15

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x +y = - 9 2 (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x +y = - 9 2 (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (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:

- 1 4 x + y = - 9 2
y - 1 4 x = - 9 2 |⋅ 4
4( y - 1 4 x) = -18
4y - x = -18 | + x
4y = -18 + x |:4
y = - 9 2 + 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 9 2 + 1 4 x ) (I) 1 5 x - 1 2 y = 9 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 9 2 + 1 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 5 x - 1 2 · ( - 9 2 + 1 4 x ) = 9 5
1 5 x + 9 4 - 1 8 x = 9 5
3 40 x + 9 4 = 9 5 |⋅ 40
40( 3 40 x + 9 4 ) = 72
3x +90 = 72 | -90
3x = -18 |:3
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 9 2 + 1 4 ( -6 )

= - 9 2 - 3 2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

1x -3y = ?

2x -9y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

1x -3y = 3 -3 = 0

2x -9y = 6 -9 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = 0

2x -9y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +y = -2 (I) 12x -4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -2 (I) 12x -4y = 8 (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 = -2
y -3x = -2 | +3x
y = -2 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 +3x ) (I) 12x -4y = 8 (II)

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

12x -4 · ( -2 +3x ) = 8
12x +8 -12x = 8
8 = 8 | -8
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 285 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 885 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 -3y = 285 (I) 7x -3y = 885 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 285
-3y +3x = 285 | -3x
-3y = 285 -3x |:(-3 )
y = -95 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + x ) (I) 7x -3y = 885 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -95 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -95 + x ) = 885
7x +285 -3x = 885
4x +285 = 885 | -285
4x = 600 |:4
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -95 +150

= 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