Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = -23 .

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

Lösung einblenden

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

-x -45 = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -45 = -23
-x -20 = -23 | +20
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-1)
denn 1⋅5 -5( - 1 ) = 5 +5 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-2)
denn 1⋅0 -5( - 2 ) = 0 +10 = 10

Oder : (10|0)
denn 1⋅10 -50 = 10 +0 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = -16 (I) +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x -y = -16 (I) +2y = 8 (II)

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

2y = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

3x -y = -16 (I) +y = 4 (II)

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

3x -1 · 4 = -16
3x -4 = -16 | +4
3x = -12 |:3
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 8 +2y ) -2y = 4
16 +4y -2y = 4
2y +16 = 4 | -16
2y = -12 |:2
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +2( -6 )

= 8 -12

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +3y = 6 (I) 3x -2y = 3 (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 +3y = 6 | -3y
-x = 6 -3y |:(-1 )
x = -6 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -6 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -6 +3y ) -2y = 3
-18 +9y -2y = 3
7y -18 = 3 | +18
7y = 21 |:7
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +33

= -6 +9

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x +y = 7 2 (I) - 2 5 x -y = - 17 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x +y = 7 2 (I) - 2 5 x -y = - 17 5 (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:

- 2 5 x - y = - 17 5
-y - 2 5 x = - 17 5 |⋅ 5
5( -y - 2 5 x) = -17
-5y -2x = -17 | +2x
-5y = -17 +2x |:(-5 )
y = 17 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x +y = 7 2 (I) +y = ( 17 5 - 2 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x + 1 · ( 17 5 - 2 5 x ) = 7 2
1 2 x + 17 5 - 2 5 x = 7 2
1 10 x + 17 5 = 7 2 |⋅ 10
10( 1 10 x + 17 5 ) = 35
x +34 = 35 | -34
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 5 - 2 5 1

= 17 5 - 2 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

5x -1y = ?

4x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

5x -1y = -20 +3 = -17

4x -2y = -16 +6 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -1y = -17

4x -2y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x +12y = 9 (I) -4x -4y = -3 (II)

Lösung einblenden
12x +12y = 9 (I) -4x -4y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x +12y = 9
12y +12x = 9 | -12x
12y = 9 -12x |:12
y = 3 4 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( 3 4 - x ) = -3
-4x -3 +4x = -3
-3 = -3 | +3
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 5 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 575 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 980 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:

5x -5y = 575 (I) 7x -2y = 980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 575
-5y +5x = 575 | -5x
-5y = 575 -5x |:(-5 )
y = -115 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + x ) (I) 7x -2y = 980 (II)

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

7x -2 · ( -115 + x ) = 980
7x +230 -2x = 980
5x +230 = 980 | -230
5x = 750 |:5
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -115 +150

= 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