Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x - y = 29 .

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

Lösung einblenden

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

5⋅7 - y = 29

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5⋅7 - y = 29
35 - y = 29
-y +35 = 29 | -35
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (7|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|6)
denn 2⋅( - 7 ) -1⋅6 = -14 -6 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|4)
denn 2⋅( - 8 ) -1⋅4 = -16 -4 = -20

Oder : (-6|8)
denn 2⋅( - 6 ) -1⋅8 = -12 -8 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -20 (I) -2x -3y = -2 (II)

Lösung einblenden
4x = -20 (I) -2x -3y = -2 (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 = -20 |:4
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -5 ) -3y = -2
10 -3y = -2
-3y +10 = -2 | -10
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = -6 (I) -3x +y = 13 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -6 (I) -3x +y = 13 (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 = 13
y -3x = 13 | +3x
y = 13 +3x

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -6 (I) +y = ( 13 +3x ) (II)

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

2x + 2 · ( 13 +3x ) = -6
2x +26 +6x = -6
8x +26 = -6 | -26
8x = -32 |:8
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 +3⋅( -4 )

= 13 -12

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -9 (I) 2x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -9 (I) 2x +2y = -14 (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 = -9 | -2y
x = -9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -9 -2y ) (I) 2x +2y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -9 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -9 -2y ) +2y = -14
-18 -4y +2y = -14
-2y -18 = -14 | +18
-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 -2⋅( -2 )

= -9 +4

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x + 1 2 y = - 5 2 (I) -2x -y = 13 (II)

Lösung einblenden
1 5 x + 1 2 y = - 5 2 (I) -2x -y = 13 (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 = 13
-y -2x = 13 | +2x
-y = 13 +2x |:(-1 )
y = -13 -2x

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x + 1 2 y = - 5 2 (I) +y = ( -13 -2x ) (II)

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

1 5 x + 1 2 · ( -13 -2x ) = - 5 2
1 5 x - 13 2 - x = - 5 2
- 4 5 x - 13 2 = - 5 2 |⋅ 10
10( - 4 5 x - 13 2 ) = -25
-8x -65 = -25 | +65
-8x = 40 |:(-8 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 -2⋅( -5 )

= -13 +10

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

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.:

-1x +2y = ?

-4x +6y = ?

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

-1x +2y = -1 -8 = -9

-4x +6y = -4 -24 = -28

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +2y = -9

-4x +6y = -28

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -3y = -1 (I) 3x +9y = 3 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 -3y ) (I) 3x +9y = 3 (II)

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

3 · ( 1 -3y ) +9y = 3
3 -9y +9y = 3
3 = 3 | -3
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 2 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 510 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 540 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:

2x -3y = 510 (I) 2x -2y = 540 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 510
-3y +2x = 510 | -2x
-3y = 510 -2x |:(-3 )
y = -170 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -170 + 2 3 x ) (I) 2x -2y = 540 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -170 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -170 + 2 3 x ) = 540
2x +340 - 4 3 x = 540
2 3 x +340 = 540 |⋅ 3
3( 2 3 x +340 ) = 1620
2x +1020 = 1620 | -1020
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -170 + 2 3 ⋅300

= -170 +200

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30