Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = 16 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

3( -4 ) +4y = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -4 ) +4y = 16
-12 +4y = 16
4y -12 = 16 | +12
4y = 28 |:4
y = 7

Die Lösung ist somit: (-4|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = 17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|2)
denn 3⋅7 -22 = 21 -4 = 17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-1)
denn 3⋅5 -2( - 1 ) = 15 +2 = 17

Oder : (9|5)
denn 3⋅9 -25 = 27 -10 = 17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = -16 (I) +4y = -8 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = -16 (I) +4y = -8 (II)

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

4y = -8 |:4
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = -16 (I) +y = -2 (II)

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

-2x + 2 · ( -2 ) = -16
-2x -4 = -16 | +4
-2x = -12 |:(-2 )
x = 6

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: (6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = 3 (I) 4x +y = -27 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = 3 (I) 4x +y = -27 (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:

4x + y = -27
y +4x = -27 | -4x
y = -27 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +3y = 3 (I) +y = ( -27 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -27 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 3 · ( -27 -4x ) = 3
-2x -81 -12x = 3
-14x -81 = 3 | +81
-14x = 84 |:(-14 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -27 -4( -6 )

= -27 +24

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -5y = -24 (I) -2x +2y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x -5y = -24 (I) -2x +2y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = -24
-5y +4x = -24 | -4x
-5y = -24 -4x |:(-5 )
y = 24 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 24 5 + 4 5 x ) (I) -2x +2y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 24 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 · ( 24 5 + 4 5 x ) = 12
-2x + 48 5 + 8 5 x = 12
- 2 5 x + 48 5 = 12 |⋅ 5
5( - 2 5 x + 48 5 ) = 60
-2x +48 = 60 | -48
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 5 + 4 5 ( -6 )

= 24 5 - 24 5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-25 -2y = -3x -1 (I)
15 - y = 3x (II)

Lösung einblenden

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

-25 -2y = -3x -1 | + 25 +3x (I)
15 - y = 3x | -15 -3x (II)
3x -2y = 24 (I) -3x -y = -15 (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 = -15
-y -3x = -15 | +3x
-y = -15 +3x |:(-1 )
y = 15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = 24 (I) +y = ( 15 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 15 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( 15 -3x ) = 24
3x -30 +6x = 24
9x -30 = 24 | +30
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 -36

= 15 -18

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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 -5y = ?

-6x -11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = -20 -15 = -35

-6x -11y = -30 -33 = -63

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = -35

-6x -11y = -63

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x -3y = -3 (I) -4x +y = 1 (II)

Lösung einblenden
12x -3y = -3 (I) -4x +y = 1 (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:

-4x + y = 1
y -4x = 1 | +4x
y = 1 +4x

Als neues LGS erhält man so:

12x -3y = -3 (I) +y = ( 1 +4x ) (II)

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

12x -3 · ( 1 +4x ) = -3
12x -3 -12x = -3
-3 = -3 | +3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 980 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 425 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 -2y = 980 (I) 4x -5y = 425 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 980
-2y +7x = 980 | -7x
-2y = 980 -7x |:(-2 )
y = -490 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -490 + 7 2 x ) (I) 4x -5y = 425 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -490 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -490 + 7 2 x ) = 425
4x +2450 - 35 2 x = 425
- 27 2 x +2450 = 425 |⋅ 2
2( - 27 2 x +2450 ) = 850
-27x +4900 = 850 | -4900
-27x = -4050 |:(-27 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -490 + 7 2 150

= -490 +525

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35