Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 24 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

33 -5y = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

33 -5y = 24
9 -5y = 24
-5y +9 = 24 | -9
-5y = 15 |:(-5 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = -40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|7)
denn 3⋅( - 4 ) -47 = -12 -28 = -40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|4)
denn 3⋅( - 8 ) -44 = -24 -16 = -40

Oder : (0|10)
denn 3⋅0 -410 = 0 -40 = -40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = 14 (I) 3x = -18 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 14 (I) 3x = -18 (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 = -18 |:3
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

-3x -y = 14 (I) x = -6 (II)

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

-3 · ( -6 ) - y = 14
18 - y = 14
-y +18 = 14 | -18
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -14 (I) 3x +y = -22 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -14 (I) 3x +y = -22 (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 = -22
y +3x = -22 | -3x
y = -22 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = -14 (I) +y = ( -22 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -22 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 2 · ( -22 -3x ) = -14
x -44 -6x = -14
-5x -44 = -14 | +44
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -22 -3( -6 )

= -22 +18

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +3y = -17 (I) -2x +4y = -14 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = -17 (I) -2x +4y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +3y = -17
3y +5x = -17 | -5x
3y = -17 -5x |:3
y = - 17 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 17 3 - 5 3 x ) (I) -2x +4y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 17 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 4 · ( - 17 3 - 5 3 x ) = -14
-2x - 68 3 - 20 3 x = -14
- 26 3 x - 68 3 = -14 |⋅ 3
3( - 26 3 x - 68 3 ) = -42
-26x -68 = -42 | +68
-26x = 26 |:(-26 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 17 3 - 5 3 ( -1 )

= - 17 3 + 5 3

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( 6 + y) = -3x (I)
-10 = 3x -5y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

3( 6 + y) = -3x (I)
-10 = 3x -5y (II)
18 +3y = -3x | -18 +3x (I)
-10 = 3x -5y | + 10 -3x +5y (II)
3x +3y = -18 (I) -3x +5y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +3y = -18
3y +3x = -18 | -3x
3y = -18 -3x |:3
y = -6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - x ) (I) -3x +5y = 10 (II)

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

-3x + 5 · ( -6 - x ) = 10
-3x -30 -5x = 10
-8x -30 = 10 | +30
-8x = 40 |:(-8 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - ( -5 )

= -6 +5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 4 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 +2y = ?

-7x +6y = ?

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

-5x +2y = 15 +8 = 23

-7x +6y = 21 +24 = 45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +2y = 23

-7x +6y = 45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -4y = 1 (I) 6x +8y = -2 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = 1 (I) 6x +8y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 4 - 3 4 x ) (I) 6x +8y = -2 (II)

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

6x + 8 · ( - 1 4 - 3 4 x ) = -2
6x -2 -6x = -2
-2 = -2 | +2
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 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 820 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1040 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 -2y = 820 (I) 4x -4y = 1040 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 820
-2y +3x = 820 | -3x
-2y = 820 -3x |:(-2 )
y = -410 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -410 + 3 2 x ) (I) 4x -4y = 1040 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -410 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -4 · ( -410 + 3 2 x ) = 1040
4x +1640 -6x = 1040
-2x +1640 = 1040 | -1640
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -410 + 3 2 300

= -410 +450

= 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