Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x + y = -13 .

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

Lösung einblenden

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

-27 + y = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-27 + y = -13
-14 + y = -13
y -14 = -13 | +14
y = 1

Die Lösung ist somit: (7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x - y = 28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|7)
denn 5⋅7 -17 = 35 -7 = 28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|2)
denn 5⋅6 -12 = 30 -2 = 28

Oder : (8|12)
denn 5⋅8 -112 = 40 -12 = 28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 36 (I) 2x = -12 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 36 (I) 2x = -12 (II)

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

2x = -12 |:2
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 36 (I) x = -6 (II)

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

-4 · ( -6 ) -4y = 36
24 -4y = 36
-4y +24 = 36 | -24
-4y = 12 |:(-4 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -16 (I) -3x -y = -2 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -16 (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 |:(-1 )
y = 2 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -16 (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 -3 · ( 2 -3x ) = -16
x -6 +9x = -16
10x -6 = -16 | +6
10x = -10 |:10
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -3( -1 )

= 2 +3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = -60 (I) x +5y = 24 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = -60 (I) x +5y = 24 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x +5y = 24 | -5y
x = 24 -5y

Als neues LGS erhält man so:

5x -5y = -60 (I) x = ( 24 -5y ) (II)

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

5 · ( 24 -5y ) -5y = -60
120 -25y -5y = -60
-30y +120 = -60 | -120
-30y = -180 |:(-30 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 24 -56

= 24 -30

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = -12 (I) 1 2 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

Lösung einblenden
-2x -2y = -12 (I) 1 2 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -2y = -12
-2y -2x = -12 | +2x
-2y = -12 +2x |:(-2 )
y = 6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 - x ) (I) 1 2 x - 2 5 y = - 12 5 (II)

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

1 2 x - 2 5 · ( 6 - x ) = - 12 5
1 2 x - 12 5 + 2 5 x = - 12 5
9 10 x - 12 5 = - 12 5 |⋅ 10
10( 9 10 x - 12 5 ) = -24
9x -24 = -24 | +24
9x = 0 |:9
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 - 0

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 5 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 +3y = ?

-7x +4y = ?

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

-4x +3y = -12 +15 = 3

-7x +4y = -21 +20 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = 3

-7x +4y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = 3 (I) 16x +16y = -12 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 3 (I) 16x +16y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -4y = 3
-4y -4x = 3 | +4x
-4y = 3 +4x |:(-4 )
y = - 3 4 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 - x ) (I) 16x +16y = -12 (II)

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

16x + 16 · ( - 3 4 - x ) = -12
16x -12 -16x = -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 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 1100 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1600 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 = 1100 (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1100
-2y +4x = 1100 | -4x
-2y = 1100 -4x |:(-2 )
y = -550 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -550 +2x ) (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -550 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -550 +2x ) = 1600
6x +2200 -8x = 1600
-2x +2200 = 1600 | -2200
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -550 +2300

= -550 +600

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50