Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

3x -27 = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -27 = 1
3x -14 = 1 | +14
3x = 15 |:3
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-3)
denn 4⋅1 +2( - 3 ) = 4 -6 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-7)
denn 4⋅3 +2( - 7 ) = 12 -14 = -2

Oder : (-1|1)
denn 4⋅( - 1 ) +21 = -4 +2 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -2y = 10 (I) 4x = 16 (II)

Lösung einblenden
4x -2y = 10 (I) 4x = 16 (II)

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

4x = 16 |:4
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

4x -2y = 10 (I) x = 4 (II)

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

4 · 4 -2y = 10
16 -2y = 10
-2y +16 = 10 | -16
-2y = -6 |:(-2 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = -21 (I) -2x +y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = -21 (I) -2x +y = 8 (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 = 8
y -2x = 8 | +2x
y = 8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

3x -3y = -21 (I) +y = ( 8 +2x ) (II)

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

3x -3 · ( 8 +2x ) = -21
3x -24 -6x = -21
-3x -24 = -21 | +24
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +2( -1 )

= 8 -2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 16 (I) -4x -4y = -24 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 16 (I) -4x -4y = -24 (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 = 16
y +3x = 16 | -3x
y = 16 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 -3x ) (I) -4x -4y = -24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( 16 -3x ) = -24
-4x -64 +12x = -24
8x -64 = -24 | +64
8x = 40 |:8
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 -35

= 16 -15

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -10 = -2( x + y) (I)
3x +5 = 3( 2x +1 )-2y (II)

Lösung einblenden

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

x -10 = -2( x + y) (I)
3x +5 = 3( 2x +1 )-2y (II)
x -10 = -2x -2y | + 10 +2x +2y (I)
3x +5 = 6x +3 -2y | -5 -6x +2y (II)
3x +2y = 10 (I) -3x +2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = 10
2y +3x = 10 | -3x
2y = 10 -3x |:2
y = 5 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 2 · ( 5 - 3 2 x ) = -2
-3x +10 -3x = -2
-6x +10 = -2 | -10
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 3 2 2

= 5 -3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

7x +11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

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

7x +11y = -7 +33 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = 9

7x +11y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -6y = -5 (I) 2x +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4x -6y = -5 (I) 2x +3y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -6y = -5
-6y -4x = -5 | +4x
-6y = -5 +4x |:(-6 )
y = 5 6 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 6 - 2 3 x ) (I) 2x +3y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 5 6 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 5 6 - 2 3 x ) = 3
2x + 5 2 -2x = 3
5 2 = 3 | - 5 2
0 = 1 2

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 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 625 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1580 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 -5y = 625 (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 625
-5y +3x = 625 | -3x
-5y = 625 -3x |:(-5 )
y = -125 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -125 + 3 5 x ) (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -125 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -125 + 3 5 x ) = 1580
6x +500 - 12 5 x = 1580
18 5 x +500 = 1580 |⋅ 5
5( 18 5 x +500 ) = 7900
18x +2500 = 7900 | -2500
18x = 5400 |:18
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -125 + 3 5 300

= -125 +180

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55