Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = 29 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-( -1 ) +4y = 29

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -1 ) +4y = 29
1 +4y = 29
4y +1 = 29 | -1
4y = 28 |:4
y = 7

Die Lösung ist somit: (-1|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-7)
denn -2⋅( - 1 ) +1( - 7 ) = 2 -7 = -5

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

Oder : (-2|-9)
denn -2⋅( - 2 ) +1( - 9 ) = 4 -9 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 20 (I) -x +2y = -5 (II)

Lösung einblenden
-4x = 20 (I) -x +2y = -5 (II)

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

-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -5 ) +2y = -5
5 +2y = -5
2y +5 = -5 | -5
2y = -10 |:2
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 25 (I) 3x +y = -19 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 25 (I) 3x +y = -19 (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 = -19
y +3x = -19 | -3x
y = -19 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 25 (I) +y = ( -19 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -19 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -1 · ( -19 -3x ) = 25
-4x +19 +3x = 25
-x +19 = 25 | -19
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -19 -3( -6 )

= -19 +18

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = -15 (I) -x -5y = -9 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = -15 (I) -x -5y = -9 (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 = -9 | +5y
-x = -9 +5y |:(-1 )
x = 9 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = -15 (I) x = ( 9 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 9 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 9 -5y ) -3y = -15
-27 +15y -3y = -15
12y -27 = -15 | +27
12y = 12 |:12
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -51

= 9 -5

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 1 2 · ( 1 +2y ) + 1 3 y = - 1 2
- 1 2 - y + 1 3 y = - 1 2
- 2 3 y - 1 2 = - 1 2 |⋅ 6
6( - 2 3 y - 1 2 ) = -3
-4y -3 = -3 | +3
-4y = 0 |:(-4 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +2( 0 )

= 1 +0

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

3x +2y = ?

1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

3x +2y = 6 -6 = 0

1x -2y = 2 +6 = 8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +2y = 0

1x -2y = 8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x -12y = -4 (I) 3x +4y = 1 (II)

Lösung einblenden
-9x -12y = -4 (I) 3x +4y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x -12y = -4
-12y -9x = -4 | +9x
-12y = -4 +9x |:(-12 )
y = 1 3 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 4 · ( 1 3 - 3 4 x ) = 1
3x + 4 3 -3x = 1
4 3 = 1 | - 4 3
0 = - 1 3

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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 780 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 440 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 = 780 (I) 2x -4y = 440 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 780
-3y +3x = 780 | -3x
-3y = 780 -3x |:(-3 )
y = -260 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -260 + x ) (I) 2x -4y = 440 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -260 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -260 + x ) = 440
2x +1040 -4x = 440
-2x +1040 = 440 | -1040
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -260 +300

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40