Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +3y = -41 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-5x +3( -2 ) = -41

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +3( -2 ) = -41
-5x -6 = -41 | +6
-5x = -35 |:(-5 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = -14 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-7)
denn -1⋅( - 7 ) +3( - 7 ) = 7 -21 = -14

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-6)
denn -1⋅( - 4 ) +3( - 6 ) = 4 -18 = -14

Oder : (-10|-8)
denn -1⋅( - 10 ) +3( - 8 ) = 10 -24 = -14

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 7 (I) -x = -3 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 7 (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:

3x -y = 7 (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:

3 · 3 - y = 7
9 - y = 7
-y +9 = 7 | -9
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

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|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = -24 (I) 4x +y = -28 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = -24 (I) 4x +y = -28 (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 = -28
y +4x = -28 | -4x
y = -28 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = -24 (I) +y = ( -28 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -28 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( -28 -4x ) = -24
2x -84 -12x = -24
-10x -84 = -24 | +84
-10x = 60 |:(-10 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -28 -4( -6 )

= -28 +24

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = -9 (I) -2x -3y = -15 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -3y ) (I) -2x -3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 9 -3y ) -3y = -15
-18 +6y -3y = -15
3y -18 = -15 | +18
3y = 3 |:3
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -31

= 9 -3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 5 x + 2 3 y = - 16 3 (I) 2 3 x +2y = - 20 3 (II)

Lösung einblenden
- 2 5 x + 2 3 y = - 16 3 (I) 2 3 x +2y = - 20 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 5 x + 2 3 y = - 16 3
2 3 y - 2 5 x = - 16 3 |⋅ 15
15( 2 3 y - 2 5 x) = -80
10y -6x = -80 | +6x
10y = -80 +6x |:10
y = -8 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 + 3 5 x ) (I) 2 3 x +2y = - 20 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 3 x + 2 · ( -8 + 3 5 x ) = - 20 3
2 3 x -16 + 6 5 x = - 20 3
28 15 x -16 = - 20 3 |⋅ 15
15( 28 15 x -16 ) = -100
28x -240 = -100 | +240
28x = 140 |:28
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 3 5 5

= -8 +3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 = ?

-5x +7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-4x +3y = -8 -15 = -23

-5x +7y = -10 -35 = -45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +3y = -23

-5x +7y = -45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 1 2 - x ) = -2
-2x -1 +2x = -2
-1 = -2 | +1
0 = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 525 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 375 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:

5x -5y = 525 (I) 4x -5y = 375 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 525
-5y +5x = 525 | -5x
-5y = 525 -5x |:(-5 )
y = -105 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -105 + x ) (I) 4x -5y = 375 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -105 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -105 + x ) = 375
4x +525 -5x = 375
-x +525 = 375 | -525
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -105 +150

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45