Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = -11 .

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

Lösung einblenden

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

2( -7 ) + y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -7 ) + y = -11
-14 + y = -11
y -14 = -11 | +14
y = 3

Die Lösung ist somit: (-7|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = -35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|6)
denn 1⋅( - 5 ) -56 = -5 -30 = -35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|5)
denn 1⋅( - 10 ) -55 = -10 -25 = -35

Oder : (0|7)
denn 1⋅0 -57 = 0 -35 = -35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -6 (I) 3x = -18 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -6 (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:

-x +2y = -6 (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:

-1 · ( -6 ) +2y = -6
6 +2y = -6
2y +6 = -6 | -6
2y = -12 |:2
y = -6

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|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = -6 (I) x +4y = 20 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -6 (I) x +4y = 20 (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 +4y = 20 | -4y
x = 20 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = -6 (I) x = ( 20 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 20 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 20 -4y ) + y = -6
60 -12y + y = -6
-11y +60 = -6 | -60
-11y = -66 |:(-11 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -46

= 20 -24

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = 35 (I) 2x -y = 8 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = 35 (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 |:(-1 )
y = -8 +2x

Als neues LGS erhält man so:

5x -5y = 35 (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:

5x -5 · ( -8 +2x ) = 35
5x +40 -10x = 35
-5x +40 = 35 | -40
-5x = -5 |:(-5 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +21

= -8 +2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 2 x - 3 4 y = 15 2 (I) 3 5 x - 3 5 y = - 6 5 (II)

Lösung einblenden
- 3 2 x - 3 4 y = 15 2 (I) 3 5 x - 3 5 y = - 6 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 3 2 x - 3 4 y = 15 2
- 3 4 y - 3 2 x = 15 2 |⋅ 4
4( - 3 4 y - 3 2 x) = 30
-3y -6x = 30 | +6x
-3y = 30 +6x |:(-3 )
y = -10 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 5 x - 3 5 · ( -10 -2x ) = - 6 5
3 5 x +6 + 6 5 x = - 6 5
9 5 x +6 = - 6 5 |⋅ 5
5( 9 5 x +6 ) = -6
9x +30 = -6 | -30
9x = -36 |:9
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -2( -4 )

= -10 +8

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

-4x -1y = ?

-8x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x -1y = 4 -4 = 0

-8x -4y = 8 -16 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = 0

-8x -4y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
4x +8y = 4 (I) -x -2y = -1 (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 -2y = -1 | +2y
-x = -1 +2y |:(-1 )
x = 1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( 1 -2y ) +8y = 4
4 -8y +8y = 4
4 = 4 | -4
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1000 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1300 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 -5y = 1000 (I) 5x -5y = 1300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 1000
-5y +4x = 1000 | -4x
-5y = 1000 -4x |:(-5 )
y = -200 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -200 + 4 5 x ) (I) 5x -5y = 1300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -200 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -200 + 4 5 x ) = 1300
5x +1000 -4x = 1300
x +1000 = 1300 | -1000
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -200 + 4 5 300

= -200 +240

= 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