Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

( -6 ) + y = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -6 ) + y = -2
-6 + y = -2
y -6 = -2 | +6
y = 4

Die Lösung ist somit: (-6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|7)
denn 4⋅( - 2 ) +47 = -8 +28 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|3)
denn 4⋅2 +43 = 8 +12 = 20

Oder : (-6|11)
denn 4⋅( - 6 ) +411 = -24 +44 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x = 3 (I) -x -3y = 0 (II)

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

-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -3 ) -3y = 0
3 -3y = 0
-3y +3 = 0 | -3
-3y = -3 |:(-3 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -13 (I) 3x -3y = 15 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -13 (I) 3x -3y = 15 (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 = -13 | -2y
x = -13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -13 -2y ) (I) 3x -3y = 15 (II)

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

3 · ( -13 -2y ) -3y = 15
-39 -6y -3y = 15
-9y -39 = 15 | +39
-9y = 54 |:(-9 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 -2( -6 )

= -13 +12

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +4y = -5 (I) x +y = -5 (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:

x + y = -5
y + x = -5 | - x
y = -5 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 4 · ( -5 - x ) = -5
-x -20 -4x = -5
-5x -20 = -5 | +20
-5x = 15 |:(-5 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 - ( -3 )

= -5 +3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x - 1 4 y = - 13 12 (I) 2x + 2 5 y = 38 5 (II)

Lösung einblenden
- 1 3 x - 1 4 y = - 13 12 (I) 2x + 2 5 y = 38 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 3 x - 1 4 y = - 13 12
- 1 4 y - 1 3 x = - 13 12 |⋅ 12
12( - 1 4 y - 1 3 x) = -13
-3y -4x = -13 | +4x
-3y = -13 +4x |:(-3 )
y = 13 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 3 - 4 3 x ) (I) 2x + 2 5 y = 38 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 5 · ( 13 3 - 4 3 x ) = 38 5
2x + 26 15 - 8 15 x = 38 5
22 15 x + 26 15 = 38 5 |⋅ 15
15( 22 15 x + 26 15 ) = 114
22x +26 = 114 | -26
22x = 88 |:22
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 3 - 4 3 4

= 13 3 - 16 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

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.:

3x -2y = ?

-1x -1y = ?

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

3x -2y = -6 -8 = -14

-1x -1y = 2 -4 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -2y = -14

-1x -1y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
3x -3y = -3 (I) -12x +12y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = -3
-3y +3x = -3 | -3x
-3y = -3 -3x |:(-3 )
y = 1 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-12x + 12 · ( 1 + x ) = 12
-12x +12 +12x = 12
12 = 12 | -12
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 6 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 680 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 775 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:

6x -4y = 680 (I) 7x -5y = 775 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 680
-4y +6x = 680 | -6x
-4y = 680 -6x |:(-4 )
y = -170 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -170 + 3 2 x ) (I) 7x -5y = 775 (II)

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

7x -5 · ( -170 + 3 2 x ) = 775
7x +850 - 15 2 x = 775
- 1 2 x +850 = 775 |⋅ 2
2( - 1 2 x +850 ) = 1550
-x +1700 = 1550 | -1700
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -170 + 3 2 150

= -170 +225

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55