Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

5x -23 = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -23 = 24
5x -6 = 24 | +6
5x = 30 |:5
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|6)
denn 1⋅( - 2 ) +46 = -2 +24 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|5)
denn 1⋅2 +45 = 2 +20 = 22

Oder : (-6|7)
denn 1⋅( - 6 ) +47 = -6 +28 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = -6 (I) -3x -2y = 19 (II)

Lösung einblenden
+3y = -6 (I) -3x -2y = 19 (II)

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

3y = -6 |:3
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

+y = -2 (I) -3x -2y = 19 (II)

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

-3x -2 · ( -2 ) = 19
-3x +4 = 19 | -4
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = 3 (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

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 3 (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:

x + 2 · ( -2 +3x ) = 3
x -4 +6x = 3
7x -4 = 3 | +4
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +31

= -2 +3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -33

= 3 -9

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x - 2 5 y = 26 15 (I) 3 2 x + 3 5 y = - 51 10 (II)

Lösung einblenden
2 3 x - 2 5 y = 26 15 (I) 3 2 x + 3 5 y = - 51 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2 3 x - 2 5 y = 26 15
- 2 5 y + 2 3 x = 26 15 |⋅ 15
15( - 2 5 y + 2 3 x) = 26
-6y +10x = 26 | -10x
-6y = 26 -10x |:(-6 )
y = - 13 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 3 + 5 3 x ) (I) 3 2 x + 3 5 y = - 51 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 2 x + 3 5 · ( - 13 3 + 5 3 x ) = - 51 10
3 2 x - 13 5 + x = - 51 10
5 2 x - 13 5 = - 51 10 |⋅ 10
10( 5 2 x - 13 5 ) = -51
25x -26 = -51 | +26
25x = -25 |:25
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 13 3 + 5 3 ( -1 )

= - 13 3 - 5 3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-2x -2y = ?

-1x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-2x -2y = -4 +8 = 4

-1x -4y = -2 +16 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -2y = 4

-1x -4y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -4y = 3 (I) -2x +8y = -5 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 3 (I) -2x +8y = -5 (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 -4y = 3 | +4y
x = 3 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 +4y ) (I) -2x +8y = -5 (II)

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

-2 · ( 3 +4y ) +8y = -5
-6 -8y +8y = -5
-6 = -5 | +6
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 4 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 1090 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1390 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 -2y = 1090 (I) 5x -2y = 1390 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1090
-2y +4x = 1090 | -4x
-2y = 1090 -4x |:(-2 )
y = -545 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -545 +2x ) (I) 5x -2y = 1390 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -545 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -545 +2x ) = 1390
5x +1090 -4x = 1390
x +1090 = 1390 | -1090
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -545 +2300

= -545 +600

= 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