Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

x +3( -2 ) = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +3( -2 ) = -5
x -6 = -5 | +6
x = 1

Die Lösung ist somit: (1|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|7)
denn -1⋅( - 1 ) +37 = 1 +21 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|8)
denn -1⋅2 +38 = -2 +24 = 22

Oder : (-4|6)
denn -1⋅( - 4 ) +36 = 4 +18 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -20 (I) 2x +2y = 2 (II)

Lösung einblenden
4x = -20 (I) 2x +2y = 2 (II)

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

4x = -20 |:4
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -5 ) +2y = 2
-10 +2y = 2
2y -10 = 2 | +10
2y = 12 |:2
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 20 (I) -2x -y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 20 (I) -2x -y = 16 (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:

-2x - y = 16
-y -2x = 16 | +2x
-y = 16 +2x |:(-1 )
y = -16 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 20 (I) +y = ( -16 -2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -16 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 1 · ( -16 -2x ) = 20
-4x -16 -2x = 20
-6x -16 = 20 | +16
-6x = 36 |:(-6 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 -2( -6 )

= -16 +12

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( 4 +2y ) +2y = 2
-16 -8y +2y = 2
-6y -16 = 2 | +16
-6y = 18 |:(-6 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +2( -3 )

= 4 -6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 2 x - 3 5 y = 6 (I) 3x +3y = 12 (II)

Lösung einblenden
3 2 x - 3 5 y = 6 (I) 3x +3y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 2 x - 3 5 y = 6
- 3 5 y + 3 2 x = 6 |⋅ 10
10( - 3 5 y + 3 2 x) = 60
-6y +15x = 60 | -15x
-6y = 60 -15x |:(-6 )
y = -10 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 + 5 2 x ) (I) 3x +3y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( -10 + 5 2 x ) = 12
3x -30 + 15 2 x = 12
21 2 x -30 = 12 |⋅ 2
2( 21 2 x -30 ) = 24
21x -60 = 24 | +60
21x = 84 |:21
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 + 5 2 4

= -10 +10

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -3 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 -5y = ?

4x -19y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

1x -5y = 1 +15 = 16

4x -19y = 4 +57 = 61

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = 16

4x -19y = 61

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( - 5 3 - 5 3 x ) = 3
-3x +5 +5x = 3
2x +5 = 3 | -5
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 3 - 5 3 ( -1 )

= - 5 3 + 5 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 610 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 760 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 -4y = 610 (I) 6x -4y = 760 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 610
-4y +5x = 610 | -5x
-4y = 610 -5x |:(-4 )
y = - 305 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 305 2 + 5 4 x ) (I) 6x -4y = 760 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 305 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( - 305 2 + 5 4 x ) = 760
6x +610 -5x = 760
x +610 = 760 | -610
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 305 2 + 5 4 150

= - 305 2 + 375 2

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35