Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

( -5 ) +2y = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -5 ) +2y = -13
-5 +2y = -13
2y -5 = -13 | +5
2y = -8 |:2
y = -4

Die Lösung ist somit: (-5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-7)
denn -3⋅( - 2 ) -2( - 7 ) = 6 +14 = 20

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

Oder : (0|-10)
denn -3⋅0 -2( - 10 ) = 0 +20 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 14 (I) 2x = 4 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 14 (I) 2x = 4 (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 = 4 |:2
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 14 (I) x = 2 (II)

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

-1 · 2 -4y = 14
-2 -4y = 14
-4y -2 = 14 | +2
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 12 (I) 4x +y = -18 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 12 (I) 4x +y = -18 (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 = -18
y +4x = -18 | -4x
y = -18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 12 (I) +y = ( -18 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -4 · ( -18 -4x ) = 12
-x +72 +16x = 12
15x +72 = 12 | -72
15x = -60 |:15
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 -4( -4 )

= -18 +16

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -6 (I) -5x +y = -16 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -6 (I) -5x +y = -16 (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:

-5x + y = -16
y -5x = -16 | +5x
y = -16 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -6 (I) +y = ( -16 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -16 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 3 · ( -16 +5x ) = -6
-x -48 +15x = -6
14x -48 = -6 | +48
14x = 42 |:14
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 +53

= -16 +15

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

y = 2x -17 (I)
4x + y = 2x +7 (II)

Lösung einblenden

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

y = 2x -17 | -2x (I)
4x + y = 2x +7 | -2x (II)
-2x +y = -17 (I) 2x +y = 7 (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 = 7
y +2x = 7 | -2x
y = 7 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -17 (I) +y = ( 7 -2x ) (II)

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

-2x + 1 · ( 7 -2x ) = -17
-2x +7 -2x = -17
-4x +7 = -17 | -7
-4x = -24 |:(-4 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -26

= 7 -12

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-1x -3y = ?

-2x -9y = ?

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

-1x -3y = -4 -6 = -10

-2x -9y = -8 -18 = -26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -10

-2x -9y = -26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +3y = 1 (I) 16x -12y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = 1 (I) 16x -12y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 3 + 4 3 x ) (I) 16x -12y = -2 (II)

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

16x -12 · ( 1 3 + 4 3 x ) = -2
16x -4 -16x = -2
-4 = -2 | +4
0 = 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1050 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1950 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 -3y = 1050 (I) 7x -3y = 1950 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1050
-3y +4x = 1050 | -4x
-3y = 1050 -4x |:(-3 )
y = -350 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -350 + 4 3 x ) (I) 7x -3y = 1950 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -350 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -350 + 4 3 x ) = 1950
7x +1050 -4x = 1950
3x +1050 = 1950 | -1050
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -350 + 4 3 300

= -350 +400

= 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