Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

2x -3⋅1 = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -3⋅1 = -5
2x -3 = -5 | +3
2x = -2 |:2
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|5)
denn -4⋅( - 5 ) -2⋅5 = 20 -10 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|9)
denn -4⋅( - 7 ) -2⋅9 = 28 -18 = 10

Oder : (-3|1)
denn -4⋅( - 3 ) -2⋅1 = 12 -2 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 4 (I) 3x +3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-2x = 4 (I) 3x +3y = -15 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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 = -2 (I) 3x +3y = -15 (II)

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

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

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -4y = -4 (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 = -4 (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 ) = -4
x -72 +16x = -4
17x -72 = -4 | +72
17x = 68 |:17
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:

-5x -4y = 50 (I) -2x +5y = -13 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 50 (I) -2x +5y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 50
-4y -5x = 50 | +5x
-4y = 50 +5x |:(-4 )
y = - 25 2 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 25 2 - 5 4 x ) (I) -2x +5y = -13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 25 2 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( - 25 2 - 5 4 x ) = -13
-2x - 125 2 - 25 4 x = -13
- 33 4 x - 125 2 = -13 |⋅ 4
4( - 33 4 x - 125 2 ) = -52
-33x -250 = -52 | +250
-33x = 198 |:(-33 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 25 2 - 5 4 ⋅( -6 )

= - 25 2 + 15 2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -7 +5y = 3 (I)
-5( x + y) = -20 (II)

Lösung einblenden

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

3x -7 +5y = 3 (I)
-5( x + y) = -20 (II)
3x -7 +5y = 3 | + 7 (I)
-5x -5y = -20 (II)
3x +5y = 10 (I) -5x -5y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +5y = 10
5y +3x = 10 | -3x
5y = 10 -3x |:5
y = 2 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-5x -5 · ( 2 - 3 5 x ) = -20
-5x -10 +3x = -20
-2x -10 = -20 | +10
-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 - 3 5 ⋅5

= 2 -3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 4 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 = -4 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-2x +1y = 8 +4 = 12

-3x +1y = 12 +4 = 16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 12

-3x +1y = 16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -3y = 42 (I) -4x -4y = 48 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 42 (I) -4x -4y = 48 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 42
-3y -4x = 42 | +4x
-3y = 42 +4x |:(-3 )
y = -14 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -14 - 4 3 x ) (I) -4x -4y = 48 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -14 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( -14 - 4 3 x ) = 48
-4x +56 + 16 3 x = 48
4 3 x +56 = 48 |⋅ 3
3( 4 3 x +56 ) = 144
4x +168 = 144 | -168
4x = -24 |:4
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -14 - 4 3 ⋅( -6 )

= -14 +8

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 250 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 520 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:

3x -5y = 250 (I) 4x -2y = 520 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 250
-5y +3x = 250 | -3x
-5y = 250 -3x |:(-5 )
y = -50 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -50 + 3 5 x ) (I) 4x -2y = 520 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -50 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -50 + 3 5 x ) = 520
4x +100 - 6 5 x = 520
14 5 x +100 = 520 |⋅ 5
5( 14 5 x +100 ) = 2600
14x +500 = 2600 | -500
14x = 2100 |:14
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -50 + 3 5 ⋅150

= -50 +90

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40