Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = -17 .

Bestimme x so, dass (x|-5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -5 in die Gleichung ein und erhält:

x +4( -5 ) = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x +4( -5 ) = -17
x -20 = -17 | +20
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|5)
denn -4⋅3 +45 = -12 +20 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|9)
denn -4⋅7 +49 = -28 +36 = 8

Oder : (-1|1)
denn -4⋅( - 1 ) +41 = 4 +4 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-3y = -3 |:(-3 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -4 · 1 = 4
4x -4 = 4 | +4
4x = 8 |:4
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -24 (I) x -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -24 (I) x -3y = -15 (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 -3y = -15 | +3y
x = -15 +3y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -24 (I) x = ( -15 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -15 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -15 +3y ) -2y = -24
-45 +9y -2y = -24
7y -45 = -24 | +45
7y = 21 |:7
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -15 +33

= -15 +9

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -17 (I) 2x +3y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -17 (I) 2x +3y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = -17
-4y +3x = -17 | -3x
-4y = -17 -3x |:(-4 )
y = 17 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 4 + 3 4 x ) (I) 2x +3y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 17 4 + 3 4 x ) = 0
2x + 51 4 + 9 4 x = 0
17 4 x + 51 4 = 0 |⋅ 4
4( 17 4 x + 51 4 ) = 0
17x +51 = 0 | -51
17x = -51 |:17
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 4 + 3 4 ( -3 )

= 17 4 - 9 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
- 1 5 x + 1 3 y = 4 3 (I) 1 5 x - 1 4 y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x + 1 3 y = 4 3
1 3 y - 1 5 x = 4 3 |⋅ 15
15( 1 3 y - 1 5 x) = 20
5y -3x = 20 | +3x
5y = 20 +3x |:5
y = 4 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 4 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 5 x - 1 4 · ( 4 + 3 5 x ) = -1
1 5 x -1 - 3 20 x = -1
1 20 x -1 = -1 |⋅ 20
20( 1 20 x -1 ) = -20
x -20 = -20 | +20
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 + 3 5 0

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

2x -5y = ?

3x -10y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

2x -5y = 8 -5 = 3

3x -10y = 12 -10 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -5y = 3

3x -10y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -3y = -24 (I) -5x +3y = -3 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -24 (I) -5x +3y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -24
-3y -4x = -24 | +4x
-3y = -24 +4x |:(-3 )
y = 8 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 - 4 3 x ) (I) -5x +3y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( 8 - 4 3 x ) = -3
-5x +24 -4x = -3
-9x +24 = -3 | -24
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 - 4 3 3

= 8 -4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1000 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 520 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:

4x -5y = 1000 (I) 2x -2y = 520 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 1000
-5y +4x = 1000 | -4x
-5y = 1000 -4x |:(-5 )
y = -200 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -200 + 4 5 x ) (I) 2x -2y = 520 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -200 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -200 + 4 5 x ) = 520
2x +400 - 8 5 x = 520
2 5 x +400 = 520 |⋅ 5
5( 2 5 x +400 ) = 2600
2x +2000 = 2600 | -2000
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -200 + 4 5 300

= -200 +240

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40