Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = 14 .

Bestimme y so, dass (4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 4 in die Gleichung ein und erhält:

54 + y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

54 + y = 14
20 + y = 14
y +20 = 14 | -20
y = -6

Die Lösung ist somit: (4|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-5)
denn 5⋅( - 4 ) -3( - 5 ) = -20 +15 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-10)
denn 5⋅( - 7 ) -3( - 10 ) = -35 +30 = -5

Oder : (-1|0)
denn 5⋅( - 1 ) -30 = -5 +0 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = -1 (I) 4x = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = -1 (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:

-3x +2y = -1 (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:

-3 · 1 +2y = -1
-3 +2y = -1
2y -3 = -1 | +3
2y = 2 |:2
y = 1

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|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = -9 (I) x +4y = -7 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = -9 (I) x +4y = -7 (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 +4y = -7 | -4y
x = -7 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +3y = -9 (I) x = ( -7 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -7 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -7 -4y ) +3y = -9
21 +12y +3y = -9
15y +21 = -9 | -21
15y = -30 |:15
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 -4( -2 )

= -7 +8

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = 35 (I) -x +4y = -19 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = 35 (I) -x +4y = -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 +4y = -19 | -4y
-x = -19 -4y |:(-1 )
x = 19 +4y

Als neues LGS erhält man so:

5x -5y = 35 (I) x = ( 19 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 19 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 19 +4y ) -5y = 35
95 +20y -5y = 35
15y +95 = 35 | -95
15y = -60 |:15
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 +4( -4 )

= 19 -16

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x - 2 3 y = 20 3 (I) - 2 3 x - 1 2 y = 5 2 (II)

Lösung einblenden
-2x - 2 3 y = 20 3 (I) - 2 3 x - 1 2 y = 5 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x - 2 3 y = 20 3
- 2 3 y -2x = 20 3 |⋅ 3
3( - 2 3 y -2x) = 20
-2y -6x = 20 | +6x
-2y = 20 +6x |:(-2 )
y = -10 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 -3x ) (I) - 2 3 x - 1 2 y = 5 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 3 x - 1 2 · ( -10 -3x ) = 5 2
- 2 3 x +5 + 3 2 x = 5 2
5 6 x +5 = 5 2 |⋅ 6
6( 5 6 x +5 ) = 15
5x +30 = 15 | -30
5x = -15 |:5
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 -3( -3 )

= -10 +9

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

-1x -2y = ?

-4x -11y = ?

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

-1x -2y = -1 -2 = -3

-4x -11y = -4 -11 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = -3

-4x -11y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

-4 · ( -6 +2y ) +4y = 4
24 -8y +4y = 4
-4y +24 = 4 | -24
-4y = -20 |:(-4 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +25

= -6 +10

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

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 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 370 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) 3x -2y = 370 (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) 3x -2y = 370 (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:

3x -2 · ( -50 + 3 5 x ) = 370
3x +100 - 6 5 x = 370
9 5 x +100 = 370 |⋅ 5
5( 9 5 x +100 ) = 1850
9x +500 = 1850 | -500
9x = 1350 |:9
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