Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2x + 1 = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x + 1 = -5
-2x +1 = -5 | -1
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|7)
denn 1⋅( - 5 ) +37 = -5 +21 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|6)
denn 1⋅( - 2 ) +36 = -2 +18 = 16

Oder : (-8|8)
denn 1⋅( - 8 ) +38 = -8 +24 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = 24 (I) -4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = 24 (I) -4y = 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:

-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

-3x -3y = 24 (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:

-3x -3 · ( -2 ) = 24
-3x +6 = 24 | -6
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

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: (-6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 8 (I) -x -3y = -7 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 8 (I) -x -3y = -7 (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 -3y = -7 | +3y
-x = -7 +3y |:(-1 )
x = 7 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 8 (I) x = ( 7 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 7 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 7 -3y ) +4y = 8
7 -3y +4y = 8
y +7 = 8 | -7
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -31

= 7 -3

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 4 (I) -3x +2y = -19 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 4 (I) -3x +2y = -19 (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 = 4
y +3x = 4 | -3x
y = 4 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 -3x ) (I) -3x +2y = -19 (II)

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

-3x + 2 · ( 4 -3x ) = -19
-3x +8 -6x = -19
-9x +8 = -19 | -8
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -33

= 4 -9

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 2 3 y = - 10 3 (I) 3x -3y = 30 (II)

Lösung einblenden
-x - 2 3 y = - 10 3 (I) 3x -3y = 30 (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 - 2 3 y = - 10 3 |⋅ 3
3( -x - 2 3 y) = -10
-3x -2y = -10 | +2y
-3x = -10 +2y |:(-3 )
x = 10 3 - 2 3 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 3 - 2 3 y ) (I) 3x -3y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 10 3 - 2 3 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 10 3 - 2 3 y ) -3y = 30
10 -2y -3y = 30
-5y +10 = 30 | -10
-5y = 20 |:(-5 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 3 - 2 3 ( -4 )

= 10 3 + 8 3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

2x +3y = ?

-1x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

2x +3y = -10 +9 = -1

-1x -4y = 5 -12 = -7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +3y = -1

-1x -4y = -7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-4x +4y = 4 (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:

-4x +4y = 4 (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:

-4x + 4 · ( 1 + x ) = 4
-4x +4 +4x = 4
4 = 4 | -4
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 765 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 = 765 (I) 7x -2y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 765
-3y +3x = 765 | -3x
-3y = 765 -3x |:(-3 )
y = -255 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -255 + x ) (I) 7x -2y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -255 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -255 + x ) = 2010
7x +510 -2x = 2010
5x +510 = 2010 | -510
5x = 1500 |:5
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -255 +300

= 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