Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = 28 .

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-4x +2⋅2 = 28

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x +2⋅2 = 28
-4x +4 = 28 | -4
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = -13 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|4)
denn 3⋅( - 7 ) +2⋅4 = -21 +8 = -13

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|1)
denn 3⋅( - 5 ) +2⋅1 = -15 +2 = -13

Oder : (-9|7)
denn 3⋅( - 9 ) +2⋅7 = -27 +14 = -13

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 13 (I) -4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 13 (I) -4y = -16 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

-x +4y = 13 (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:

-x + 4 · 4 = 13
-x +16 = 13 | -16
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

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: (3|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -2y = -32 (I) x +2y = 17 (II)

Lösung einblenden
-4x -2y = -32 (I) x +2y = 17 (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 +2y = 17 | -2y
x = 17 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -2y = -32 (I) x = ( 17 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 17 -2y ) -2y = -32
-68 +8y -2y = -32
6y -68 = -32 | +68
6y = 36 |:6
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -2⋅6

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -5y = 0 (I) 5x +5y = -30 (II)

Lösung einblenden
x -5y = 0 (I) 5x +5y = -30 (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 -5y = 0 | +5y
x = 5y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5 · 5y +5y = -30
25y +5y = -30
30y = -30 |:30
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5⋅( -1 )

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x - 3 4 y = 69 20 (I) - 1 3 x - 1 4 y = 1 12 (II)

Lösung einblenden
3 5 x - 3 4 y = 69 20 (I) - 1 3 x - 1 4 y = 1 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 5 x - 3 4 y = 69 20
- 3 4 y + 3 5 x = 69 20 |⋅ 20
20( - 3 4 y + 3 5 x) = 69
-15y +12x = 69 | -12x
-15y = 69 -12x |:(-15 )
y = - 23 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 23 5 + 4 5 x ) (I) - 1 3 x - 1 4 y = 1 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 23 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 3 x - 1 4 · ( - 23 5 + 4 5 x ) = 1 12
- 1 3 x + 23 20 - 1 5 x = 1 12
- 8 15 x + 23 20 = 1 12 |⋅ 60
60( - 8 15 x + 23 20 ) = 5
-32x +69 = 5 | -69
-32x = -64 |:(-32 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 23 5 + 4 5 ⋅2

= - 23 5 + 8 5

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

3x +1y = ?

2x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

3x +1y = 12 +2 = 14

2x -2y = 8 -4 = 4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +1y = 14

2x -2y = 4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -4y = -26 (I) x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = -26 (I) x +2y = 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 +2y = 7 | -2y
x = 7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = -26 (I) x = ( 7 -2y ) (II)

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

2 · ( 7 -2y ) -4y = -26
14 -4y -4y = -26
-8y +14 = -26 | -14
-8y = -40 |:(-8 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -2⋅5

= 7 -10

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

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 190 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 790 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 = 190 (I) 6x -2y = 790 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 190
-2y +2x = 190 | -2x
-2y = 190 -2x |:(-2 )
y = -95 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + x ) (I) 6x -2y = 790 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -95 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -2 · ( -95 + x ) = 790
6x +190 -2x = 790
4x +190 = 790 | -190
4x = 600 |:4
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -95 +150

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55