Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = 11 .

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

Lösung einblenden

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

-2x +5⋅3 = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x +5⋅3 = 11
-2x +15 = 11 | -15
-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = 18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|7)
denn 3⋅( - 1 ) +3⋅7 = -3 +21 = 18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|4)
denn 3⋅2 +3⋅4 = 6 +12 = 18

Oder : (-4|10)
denn 3⋅( - 4 ) +3⋅10 = -12 +30 = 18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = 16 (I) -x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
+4y = 16 (I) -x +y = 0 (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 = 16 |:4
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 1 · 4 = 0
-x +4 = 0 | -4
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

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: (4|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -16 (I) -4x +y = -18 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -16 (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:

-4x +2y = -16 (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:

-4x + 2 · ( -18 +4x ) = -16
-4x -36 +8x = -16
4x -36 = -16 | +36
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 +4⋅5

= -18 +20

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 6 (I) 3x -y = -10 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 6 (I) 3x -y = -10 (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:

3x - y = -10
-y +3x = -10 | -3x
-y = -10 -3x |:(-1 )
y = 10 +3x

Als neues LGS erhält man so:

x +2y = 6 (I) +y = ( 10 +3x ) (II)

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

x + 2 · ( 10 +3x ) = 6
x +20 +6x = 6
7x +20 = 6 | -20
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 +3⋅( -2 )

= 10 -6

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 2 3 x - 1 2 y = - 13 3 (I) - 2 3 x + 1 2 y = 5 3 (II)

Lösung einblenden
- 2 3 x - 1 2 y = - 13 3 (I) - 2 3 x + 1 2 y = 5 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 2 3 x - 1 2 y = - 13 3
- 1 2 y - 2 3 x = - 13 3 |⋅ 6
6( - 1 2 y - 2 3 x) = -26
-3y -4x = -26 | +4x
-3y = -26 +4x |:(-3 )
y = 26 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 26 3 - 4 3 x ) (I) - 2 3 x + 1 2 y = 5 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 26 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 3 x + 1 2 · ( 26 3 - 4 3 x ) = 5 3
- 2 3 x + 13 3 - 2 3 x = 5 3
- 4 3 x + 13 3 = 5 3 |⋅ 3
3( - 4 3 x + 13 3 ) = 5
-4x +13 = 5 | -13
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 3 - 4 3 ⋅2

= 26 3 - 8 3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-2x +1y = ?

1x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-2x +1y = 6 -2 = 4

1x -4y = -3 +8 = 5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +1y = 4

1x -4y = 5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -3y = -16 (I) x +5y = -20 (II)

Lösung einblenden
5x -3y = -16 (I) x +5y = -20 (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 +5y = -20 | -5y
x = -20 -5y

Als neues LGS erhält man so:

5x -3y = -16 (I) x = ( -20 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -20 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -20 -5y ) -3y = -16
-100 -25y -3y = -16
-28y -100 = -16 | +100
-28y = 84 |:(-28 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -20 -5⋅( -3 )

= -20 +15

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 490 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1635 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:

2x -2y = 490 (I) 6x -3y = 1635 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 490
-2y +2x = 490 | -2x
-2y = 490 -2x |:(-2 )
y = -245 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -245 + x ) (I) 6x -3y = 1635 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -245 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -245 + x ) = 1635
6x +735 -3x = 1635
3x +735 = 1635 | -735
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -245 +300

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55