Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = -6 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

( -2 ) - y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -2 ) - y = -6
-2 - y = -6
-y -2 = -6 | +2
-y = -4 |:(-1 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-2|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-3)
denn 3⋅( - 2 ) +4( - 3 ) = -6 -12 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-6)
denn 3⋅2 +4( - 6 ) = 6 -24 = -18

Oder : (-6|0)
denn 3⋅( - 6 ) +40 = -18 +0 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -16 (I) x -4y = 0 (II)

Lösung einblenden
4x = -16 (I) x -4y = 0 (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 = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

x = -4 (I) x -4y = 0 (II)

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

1 · ( -4 ) -4y = 0
-4 -4y = 0
-4y -4 = 0 | +4
-4y = 4 |:(-4 )
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = -7 (I) -4x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -7 (I) -4x -2y = 6 (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:

-2x + y = -7
y -2x = -7 | +2x
y = -7 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -7 +2x ) (I) -4x -2y = 6 (II)

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

-4x -2 · ( -7 +2x ) = 6
-4x +14 -4x = 6
-8x +14 = 6 | -14
-8x = -8 |:(-8 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +21

= -7 +2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +2y = -6 (I) 5x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
5x +2y = -6 (I) 5x +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:

5x + y = -8
y +5x = -8 | -5x
y = -8 -5x

Als neues LGS erhält man so:

5x +2y = -6 (I) +y = ( -8 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -8 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 2 · ( -8 -5x ) = -6
5x -16 -10x = -6
-5x -16 = -6 | +16
-5x = 10 |:(-5 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -5( -2 )

= -8 +10

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -2x + y) = x +22 (I)
5x +23 = 3y (II)

Lösung einblenden

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

2( -2x + y) = x +22 (I)
5x +23 = 3y (II)
-4x +2y = x +22 | -x (I)
5x +23 = 3y | -23 -3y (II)
-5x +2y = 22 (I) 5x -3y = -23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = 22
2y -5x = 22 | +5x
2y = 22 +5x |:2
y = 11 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 + 5 2 x ) (I) 5x -3y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( 11 + 5 2 x ) = -23
5x -33 - 15 2 x = -23
- 5 2 x -33 = -23 |⋅ 2
2( - 5 2 x -33 ) = -46
-5x -66 = -46 | +66
-5x = 20 |:(-5 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 + 5 2 ( -4 )

= 11 -10

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

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.:

-4x +3y = ?

-3x +5y = ?

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

-4x +3y = -8 -9 = -17

-3x +5y = -6 -15 = -21

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = -17

-3x +5y = -21

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x +2y = -1 (I) 3x -6y = 4 (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 |:(-1 )
x = 1 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1950 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 450 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:

7x -3y = 1950 (I) 2x -3y = 450 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -3y = 1950
-3y +7x = 1950 | -7x
-3y = 1950 -7x |:(-3 )
y = -650 + 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -650 + 7 3 x ) (I) 2x -3y = 450 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -650 + 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( -650 + 7 3 x ) = 450
2x +1950 -7x = 450
-5x +1950 = 450 | -1950
-5x = -1500 |:(-5 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -650 + 7 3 300

= -650 +700

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50