Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +5y = -3 .

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

Lösung einblenden

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

-42 +5y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-42 +5y = -3
-8 +5y = -3
5y -8 = -3 | +8
5y = 5 |:5
y = 1

Die Lösung ist somit: (2|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x - y = 4 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|6)
denn -5⋅( - 2 ) -16 = 10 -6 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|11)
denn -5⋅( - 3 ) -111 = 15 -11 = 4

Oder : (-1|1)
denn -5⋅( - 1 ) -11 = 5 -1 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +3y = 27 (I) 4x = 24 (II)

Lösung einblenden
3x +3y = 27 (I) 4x = 24 (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 = 24 |:4
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

3x +3y = 27 (I) x = 6 (II)

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

3 · 6 +3y = 27
18 +3y = 27
3y +18 = 27 | -18
3y = 9 |:3
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = 11 (I) x +2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-x +y = 11 (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:

-x +y = 11 (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:

-1 · ( 4 -2y ) + y = 11
-4 +2y + y = 11
3y -4 = 11 | +4
3y = 15 |:3
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -25

= 4 -10

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -5y = 14 (I) 5x -3y = 24 (II)

Lösung einblenden
4x -5y = 14 (I) 5x -3y = 24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 14
-5y +4x = 14 | -4x
-5y = 14 -4x |:(-5 )
y = - 14 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 14 5 + 4 5 x ) (I) 5x -3y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 14 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( - 14 5 + 4 5 x ) = 24
5x + 42 5 - 12 5 x = 24
13 5 x + 42 5 = 24 |⋅ 5
5( 13 5 x + 42 5 ) = 120
13x +42 = 120 | -42
13x = 78 |:13
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 14 5 + 4 5 6

= - 14 5 + 24 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3 +2y = x (I)
5x -1 -2y = 0 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

-3 +2y = x | + 3 - x (I)
5x -1 -2y = 0 | + 1 (II)
-x +2y = 3 (I) 5x -2y = 1 (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 = 3 | -2y
-x = 3 -2y |:(-1 )
x = -3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5 · ( -3 +2y ) -2y = 1
-15 +10y -2y = 1
8y -15 = 1 | +15
8y = 16 |:8
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 +22

= -3 +4

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

3x -2y = ?

4x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

3x -2y = -15 +6 = -9

4x -6y = -20 +18 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -2y = -9

4x -6y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -4y = 2 (I) -16x +16y = -11 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 2 (I) -16x +16y = -11 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 2
-4y +4x = 2 | -4x
-4y = 2 -4x |:(-4 )
y = - 1 2 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 + x ) (I) -16x +16y = -11 (II)

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

-16x + 16 · ( - 1 2 + x ) = -11
-16x -8 +16x = -11
-8 = -11 | +8
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1980 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1440 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:

7x -4y = 1980 (I) 5x -2y = 1440 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 1980
-4y +7x = 1980 | -7x
-4y = 1980 -7x |:(-4 )
y = -495 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -495 + 7 4 x ) (I) 5x -2y = 1440 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -495 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -495 + 7 4 x ) = 1440
5x +990 - 7 2 x = 1440
3 2 x +990 = 1440 |⋅ 2
2( 3 2 x +990 ) = 2880
3x +1980 = 2880 | -1980
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -495 + 7 4 300

= -495 +525

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30