Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = -25 .

Bestimme y so, dass (3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-53 +5y = -25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-53 +5y = -25
-15 +5y = -25
5y -15 = -25 | +15
5y = -10 |:5
y = -2

Die Lösung ist somit: (3|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -2y = -19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|2)
denn 3⋅( - 5 ) -22 = -15 -4 = -19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-1)
denn 3⋅( - 7 ) -2( - 1 ) = -21 +2 = -19

Oder : (-3|5)
denn 3⋅( - 3 ) -25 = -9 -10 = -19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 17 (I) -4x = -4 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 17 (I) -4x = -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:

-4x = -4 |:(-4 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

2x -3y = 17 (I) x = 1 (II)

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

2 · 1 -3y = 17
2 -3y = 17
-3y +2 = 17 | -2
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 8 (I) 2x +2y = 0 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 8 (I) 2x +2y = 0 (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 = 8 | -3y
x = 8 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -3y ) (I) 2x +2y = 0 (II)

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

2 · ( 8 -3y ) +2y = 0
16 -6y +2y = 0
-4y +16 = 0 | -16
-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -34

= 8 -12

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +4y = -1 (I) -2x -4y = -6 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = -1 (I) -2x -4y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +4y = -1
4y -5x = -1 | +5x
4y = -1 +5x |:4
y = - 1 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 4 + 5 4 x ) (I) -2x -4y = -6 (II)

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

-2x -4 · ( - 1 4 + 5 4 x ) = -6
-2x +1 -5x = -6
-7x +1 = -6 | -1
-7x = -7 |:(-7 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 4 + 5 4 1

= - 1 4 + 5 4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -5x +3 -2y (I)
6x -7y = 2( 2x -11 )-2y (II)

Lösung einblenden

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

0 = -5x +3 -2y (I)
6x -7y = 2( 2x -11 )-2y (II)
0 = -5x +3 -2y | + 5x +2y (I)
6x -7y = 4x -22 -2y | -4x +2y (II)
5x +2y = 3 (I) 2x -5y = -22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = 3
2y +5x = 3 | -5x
2y = 3 -5x |:2
y = 3 2 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 2 - 5 2 x ) (I) 2x -5y = -22 (II)

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

2x -5 · ( 3 2 - 5 2 x ) = -22
2x - 15 2 + 25 2 x = -22
29 2 x - 15 2 = -22 |⋅ 2
2( 29 2 x - 15 2 ) = -44
29x -15 = -44 | +15
29x = -29 |:29
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 2 - 5 2 ( -1 )

= 3 2 + 5 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

5x -1y = ?

2x +1y = ?

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

5x -1y = 10 +2 = 12

2x +1y = 4 -2 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -1y = 12

2x +1y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = 16 (I) -3x +4y = -14 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 16 (I) -3x +4y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = 16
-2y -3x = 16 | +3x
-2y = 16 +3x |:(-2 )
y = -8 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 - 3 2 x ) (I) -3x +4y = -14 (II)

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

-3x + 4 · ( -8 - 3 2 x ) = -14
-3x -32 -6x = -14
-9x -32 = -14 | +32
-9x = 18 |:(-9 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 - 3 2 ( -2 )

= -8 +3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1050 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1410 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 -5y = 1050 (I) 5x -3y = 1410 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 1050
-5y +4x = 1050 | -4x
-5y = 1050 -4x |:(-5 )
y = -210 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -210 + 4 5 x ) (I) 5x -3y = 1410 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -210 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -210 + 4 5 x ) = 1410
5x +630 - 12 5 x = 1410
13 5 x +630 = 1410 |⋅ 5
5( 13 5 x +630 ) = 7050
13x +3150 = 7050 | -3150
13x = 3900 |:13
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -210 + 4 5 300

= -210 +240

= 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