Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -3y = -15 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

-3x -31 = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -31 = -15
-3x -3 = -15 | +3
-3x = -12 |:(-3 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|3)
denn -2⋅( - 2 ) -23 = 4 -6 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|5)
denn -2⋅( - 4 ) -25 = 8 -10 = -2

Oder : (0|1)
denn -2⋅0 -21 = 0 -2 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 0 (I) -3x = 15 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 0 (I) -3x = 15 (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 = 15 |:(-3 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = 0 (I) x = -5 (II)

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

-3 · ( -5 ) +3y = 0
15 +3y = 0
3y +15 = 0 | -15
3y = -15 |:3
y = -5

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|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -6 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 4 · ( -6 -2x ) = 4
x -24 -8x = 4
-7x -24 = 4 | +24
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -2( -4 )

= -6 +8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-5x -2y = 8 (I) 3x -2y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -2y = 8
-2y -5x = 8 | +5x
-2y = 8 +5x |:(-2 )
y = -4 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( -4 - 5 2 x ) = -8
3x +8 +5x = -8
8x +8 = -8 | -8
8x = -16 |:8
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 - 5 2 ( -2 )

= -4 +5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 2 y = 9 2 (I) - 1 3 x + 1 3 y = -3 (II)

Lösung einblenden
x + 1 2 y = 9 2 (I) - 1 3 x + 1 3 y = -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 + 1 2 y = 9 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 9
2x + y = 9 | - y
2x = 9 - y |:2
x = 9 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 2 - 1 2 y ) (I) - 1 3 x + 1 3 y = -3 (II)

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

- 1 3 · ( 9 2 - 1 2 y ) + 1 3 y = -3
- 3 2 + 1 6 y + 1 3 y = -3
1 2 y - 3 2 = -3 |⋅ 2
2( 1 2 y - 3 2 ) = -6
y -3 = -6 | +3
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 2 - 1 2 ( -3 )

= 9 2 + 3 2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = -2 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 +4y = ?

-4x +9y = ?

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

-2x +4y = -4 -8 = -12

-4x +9y = -8 -18 = -26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +4y = -12

-4x +9y = -26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x +4y = 4
4y +6x = 4 | -6x
4y = 4 -6x |:4
y = 1 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -2 · ( 1 - 3 2 x ) = -2
-3x -2 +3x = -2
-2 = -2 | +2
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 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 800 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 150 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 -5y = 800 (I) 2x -3y = 150 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 800
-5y +7x = 800 | -7x
-5y = 800 -7x |:(-5 )
y = -160 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -160 + 7 5 x ) (I) 2x -3y = 150 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -160 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( -160 + 7 5 x ) = 150
2x +480 - 21 5 x = 150
- 11 5 x +480 = 150 |⋅ 5
5( - 11 5 x +480 ) = 750
-11x +2400 = 750 | -2400
-11x = -1650 |:(-11 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -160 + 7 5 150

= -160 +210

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50