Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x - y = 11 .

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 - ( -1 ) = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x - ( -1 ) = 11
-2x +1 = 11 | -1
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-5)
denn -3⋅4 -2( - 5 ) = -12 +10 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|-2)
denn -3⋅2 -2( - 2 ) = -6 +4 = -2

Oder : (6|-8)
denn -3⋅6 -2( - 8 ) = -18 +16 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 20 (I) -4x -3y = 39 (II)

Lösung einblenden
-4y = 20 (I) -4x -3y = 39 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

+y = -5 (I) -4x -3y = 39 (II)

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

-4x -3 · ( -5 ) = 39
-4x +15 = 39 | -15
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -28 (I) -4x +y = 29 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -28 (I) -4x +y = 29 (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 = 29
y -4x = 29 | +4x
y = 29 +4x

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -28 (I) +y = ( 29 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 29 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( 29 +4x ) = -28
3x -58 -8x = -28
-5x -58 = -28 | +58
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 +4( -6 )

= 29 -24

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 6 +2y ) +4y = 2
30 +10y +4y = 2
14y +30 = 2 | -30
14y = -28 |:14
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +2( -2 )

= 6 -4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 4 x - 3 5 y = - 57 10 (I) x - 3 2 y = 3 (II)

Lösung einblenden
- 3 4 x - 3 5 y = - 57 10 (I) x - 3 2 y = 3 (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 - 3 2 y = 3 |⋅ 2
2( x - 3 2 y) = 6
2x -3y = 6 | +3y
2x = 6 +3y |:2
x = 3 + 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 4 x - 3 5 y = - 57 10 (I) x = ( 3 + 3 2 y ) (II)

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

- 3 4 · ( 3 + 3 2 y ) - 3 5 y = - 57 10
- 9 4 - 9 8 y - 3 5 y = - 57 10
- 69 40 y - 9 4 = - 57 10 |⋅ 40
40( - 69 40 y - 9 4 ) = -228
-69y -90 = -228 | +90
-69y = -138 |:(-69 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 + 3 2 2

= 3 +3

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-3x +1y = ?

-1x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-3x +1y = 9 -5 = 4

-1x +3y = 3 -15 = -12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = 4

-1x +3y = -12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 8 (I) 3x +5y = -12 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 8 (I) 3x +5y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 8
5y -2x = 8 | +2x
5y = 8 +2x |:5
y = 8 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 5 + 2 5 x ) (I) 3x +5y = -12 (II)

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

3x + 5 · ( 8 5 + 2 5 x ) = -12
3x +8 +2x = -12
5x +8 = -12 | -8
5x = -20 |:5
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 5 + 2 5 ( -4 )

= 8 5 - 8 5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1410 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:

5x -2y = 1410 (I) 4x -5y = 975 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 1410
-2y +5x = 1410 | -5x
-2y = 1410 -5x |:(-2 )
y = -705 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -705 + 5 2 x ) (I) 4x -5y = 975 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -705 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -705 + 5 2 x ) = 975
4x +3525 - 25 2 x = 975
- 17 2 x +3525 = 975 |⋅ 2
2( - 17 2 x +3525 ) = 1950
-17x +7050 = 1950 | -7050
-17x = -5100 |:(-17 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -705 + 5 2 300

= -705 +750

= 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