Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-1 +2y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-1 +2y = 5
-1 +2y = 5
2y -1 = 5 | +1
2y = 6 |:2
y = 3

Die Lösung ist somit: (1|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|4)
denn -2⋅( - 3 ) -1⋅4 = 6 -4 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|6)
denn -2⋅( - 4 ) -1⋅6 = 8 -6 = 2

Oder : (-2|2)
denn -2⋅( - 2 ) -1⋅2 = 4 -2 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = -18 (I) -x = 3 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = -18 (I) -x = 3 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

2x -3y = -18 (I) x = -3 (II)

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

2 · ( -3 ) -3y = -18
-6 -3y = -18
-3y -6 = -18 | +6
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 16 (I) 3x -3y = -18 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 16 (I) 3x -3y = -18 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-3x + y = 16
y -3x = 16 | +3x
y = 16 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 +3x ) (I) 3x -3y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( 16 +3x ) = -18
3x -48 -9x = -18
-6x -48 = -18 | +48
-6x = 30 |:(-6 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 +3⋅( -5 )

= 16 -15

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5y = -23 (I) 3x +2y = -13 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -23 (I) 3x +2y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = -23
5y -2x = -23 | +2x
5y = -23 +2x |:5
y = - 23 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 23 5 + 2 5 x ) (I) 3x +2y = -13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 23 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( - 23 5 + 2 5 x ) = -13
3x - 46 5 + 4 5 x = -13
19 5 x - 46 5 = -13 |⋅ 5
5( 19 5 x - 46 5 ) = -65
19x -46 = -65 | +46
19x = -19 |:19
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 23 5 + 2 5 ⋅( -1 )

= - 23 5 - 2 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( 17 +2y) = 4( -x +1 ) + y (I)
-2( 22 + y) = 4( -x + y) (II)

Lösung einblenden

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

-2( 17 +2y) = 4( -x +1 ) + y (I)
-2( 22 + y) = 4( -x + y) (II)
-34 -4y = -4x +4 + y | + 34 +4x - y (I)
-44 -2y = -4x +4y | + 44 +4x -4y (II)
4x -5y = 38 (I) 4x -6y = 44 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 38
-5y +4x = 38 | -4x
-5y = 38 -4x |:(-5 )
y = - 38 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 38 5 + 4 5 x ) (I) 4x -6y = 44 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 38 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -6 · ( - 38 5 + 4 5 x ) = 44
4x + 228 5 - 24 5 x = 44
- 4 5 x + 228 5 = 44 |⋅ 5
5( - 4 5 x + 228 5 ) = 220
-4x +228 = 220 | -228
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 38 5 + 4 5 ⋅2

= - 38 5 + 8 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

5x -2y = ?

6x -1y = ?

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

5x -2y = 5 -2 = 3

6x -1y = 6 -1 = 5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -2y = 3

6x -1y = 5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x +4y = -4 (I) -2x -y = 1 (II)

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

-2x - y = 1
-y -2x = 1 | +2x
-y = 1 +2x |:(-1 )
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

8x +4y = -4 (I) +y = ( -1 -2x ) (II)

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

8x + 4 · ( -1 -2x ) = -4
8x -4 -8x = -4
-4 = -4 | +4
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 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1740 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1110 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 -2y = 1740 (I) 4x -3y = 1110 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -2y = 1740
-2y +6x = 1740 | -6x
-2y = 1740 -6x |:(-2 )
y = -870 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -870 +3x ) (I) 4x -3y = 1110 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -870 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -870 +3x ) = 1110
4x +2610 -9x = 1110
-5x +2610 = 1110 | -2610
-5x = -1500 |:(-5 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -870 +3⋅300

= -870 +900

= 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