Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 2 .

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

Lösung einblenden

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

x -4( -1 ) = 2

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -4( -1 ) = 2
x +4 = 2 | -4
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-6)
denn 5⋅3 +5( - 6 ) = 15 -30 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|-11)
denn 5⋅8 +5( - 11 ) = 40 -55 = -15

Oder : (-2|-1)
denn 5⋅( - 2 ) +5( - 1 ) = -10 -5 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = -8 |:2
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( -4 ) = 8
-4x +16 = 8 | -16
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 16 (I) x -3y = -19 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 16 (I) x -3y = -19 (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 -3y = -19 | +3y
x = -19 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 16 (I) x = ( -19 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -19 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -19 +3y ) +4y = 16
-19 +3y +4y = 16
7y -19 = 16 | +19
7y = 35 |:7
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 +35

= -19 +15

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 3 · ( -1 - x ) = 1
2x -3 -3x = 1
-x -3 = 1 | +3
-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - ( -4 )

= -1 +4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( -x +1 )+3y = 5 (I)
5( x -6 )+3y = 0 (II)

Lösung einblenden

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

5( -x +1 )+3y = 5 (I)
5( x -6 )+3y = 0 (II)
-5x +5 +3y = 5 | -5 (I)
5x -30 +3y = 0 | + 30 (II)
-5x +3y = 0 (I) 5x +3y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = 0
3y -5x = 0 | +5x
3y = 5x |:3
y = 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 3 x (I) 5x +3y = 30 (II)

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

5x + 3 · 5 3 x = 30
5x +5x = 30
10x = 30 |:10
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 3 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-2x -1y = ?

-3x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-2x -1y = -10 +1 = -9

-3x +1y = -15 -1 = -16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -1y = -9

-3x +1y = -16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +y = 0 (I) -4x -5y = 5 (II)

Lösung einblenden
x +y = 0 (I) -4x -5y = 5 (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:

x + y = 0
y + x = 0 | - x
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -5 · ( -x ) = 5
-4x +5x = 5
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1965 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 975 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:

7x -3y = 1965 (I) 4x -5y = 975 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -3y = 1965
-3y +7x = 1965 | -7x
-3y = 1965 -7x |:(-3 )
y = -655 + 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -655 + 7 3 x ) (I) 4x -5y = 975 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -655 + 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -655 + 7 3 x ) = 975
4x +3275 - 35 3 x = 975
- 23 3 x +3275 = 975 |⋅ 3
3( - 23 3 x +3275 ) = 2925
-23x +9825 = 2925 | -9825
-23x = -6900 |:(-23 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -655 + 7 3 300

= -655 +700

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45