Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = 21 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

3⋅7 +4y = 21

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅7 +4y = 21
21 +4y = 21
4y +21 = 21 | -21
4y = 0 |:4
y = 0

Die Lösung ist somit: (7|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +4y = -63 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-7)
denn 5⋅( - 7 ) +4⋅( - 7 ) = -35 -28 = -63

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-12)
denn 5⋅( - 3 ) +4⋅( - 12 ) = -15 -48 = -63

Oder : (-11|-2)
denn 5⋅( - 11 ) +4⋅( - 2 ) = -55 -8 = -63

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 15 (I) 4x +3y = 29 (II)

Lösung einblenden
3x = 15 (I) 4x +3y = 29 (II)

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

3x = 15 |:3
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

x = 5 (I) 4x +3y = 29 (II)

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

4 · 5 +3y = 29
20 +3y = 29
3y +20 = 29 | -20
3y = 9 |:3
y = 3

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|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 9 (I) -2x +y = -11 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 9 (I) -2x +y = -11 (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:

-2x + y = -11
y -2x = -11 | +2x
y = -11 +2x

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 9 (I) +y = ( -11 +2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -11 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 1 · ( -11 +2x ) = 9
3x -11 +2x = 9
5x -11 = 9 | +11
5x = 20 |:5
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +2⋅4

= -11 +8

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 9 (I) 2x -y = -4 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 9 (I) 2x -y = -4 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 9 (I) +y = ( 4 +2x ) (II)

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

3x + 1 · ( 4 +2x ) = 9
3x +4 +2x = 9
5x +4 = 9 | -4
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +2⋅1

= 4 +2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x +y = 3 (I) 3 2 x - 3 5 y = 69 10 (II)

Lösung einblenden
2 5 x +y = 3 (I) 3 2 x - 3 5 y = 69 10 (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:

2 5 x + y = 3
y + 2 5 x = 3 |⋅ 5
5( y + 2 5 x) = 15
5y +2x = 15 | -2x
5y = 15 -2x |:5
y = 3 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 - 2 5 x ) (I) 3 2 x - 3 5 y = 69 10 (II)

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

3 2 x - 3 5 · ( 3 - 2 5 x ) = 69 10
3 2 x - 9 5 + 6 25 x = 69 10
87 50 x - 9 5 = 69 10 |⋅ 50
50( 87 50 x - 9 5 ) = 345
87x -90 = 345 | +90
87x = 435 |:87
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 - 2 5 ⋅5

= 3 -2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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 +1y = ?

-3x +4y = ?

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

-5x +1y = -20 +4 = -16

-3x +4y = -12 +16 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = -16

-3x +4y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x +3y = -6 (I) 3x -y = 2 (II)

Lösung einblenden
-9x +3y = -6 (I) 3x -y = 2 (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 = 2
-y +3x = 2 | -3x
-y = 2 -3x |:(-1 )
y = -2 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-9x +3y = -6 (I) +y = ( -2 +3x ) (II)

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

-9x + 3 · ( -2 +3x ) = -6
-9x -6 +9x = -6
-6 = -6 | +6
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 4 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 1095 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 725 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:

4x -3y = 1095 (I) 3x -5y = 725 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1095
-3y +4x = 1095 | -4x
-3y = 1095 -4x |:(-3 )
y = -365 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -365 + 4 3 x ) (I) 3x -5y = 725 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -365 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -365 + 4 3 x ) = 725
3x +1825 - 20 3 x = 725
- 11 3 x +1825 = 725 |⋅ 3
3( - 11 3 x +1825 ) = 2175
-11x +5475 = 2175 | -5475
-11x = -3300 |:(-11 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -365 + 4 3 ⋅300

= -365 +400

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35