Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3x -23 = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -23 = 3
3x -6 = 3 | +6
3x = 9 |:3
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-1)
denn 3⋅( - 2 ) +1( - 1 ) = -6 -1 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-4)
denn 3⋅( - 1 ) +1( - 4 ) = -3 -4 = -7

Oder : (-3|2)
denn 3⋅( - 3 ) +12 = -9 +2 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2x = -2 |:2
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 4 · ( -3 -4x ) = 5
-x -12 -16x = 5
-17x -12 = 5 | +12
-17x = 17 |:(-17 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 -4( -1 )

= -3 +4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 30 (I) x -4y = 30 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 30 (I) x -4y = 30 (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 -4y = 30 | +4y
x = 30 +4y

Als neues LGS erhält man so:

2x -3y = 30 (I) x = ( 30 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 30 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 30 +4y ) -3y = 30
60 +8y -3y = 30
5y +60 = 30 | -60
5y = -30 |:5
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 30 +4( -6 )

= 30 -24

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5( x -7 ) = -5y (I)
2( x +8 )-3y = 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:

5( x -7 ) = -5y (I)
2( x +8 )-3y = 0 (II)
5x -35 = -5y | + 35 +5y (I)
2x +16 -3y = 0 | -16 (II)
5x +5y = 35 (I) 2x -3y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +5y = 35
5y +5x = 35 | -5x
5y = 35 -5x |:5
y = 7 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 - x ) (I) 2x -3y = -16 (II)

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

2x -3 · ( 7 - x ) = -16
2x -21 +3x = -16
5x -21 = -16 | +21
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 1

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

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 +4y = ?

-3x -14y = ?

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

1x +4y = -1 +12 = 11

-3x -14y = 3 -42 = -39

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +4y = 11

-3x -14y = -39

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +3y = 5 (I) 5x +5y = 10 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 5 (I) 5x +5y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +3y = 5
3y +4x = 5 | -4x
3y = 5 -4x |:3
y = 5 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 3 - 4 3 x ) (I) 5x +5y = 10 (II)

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

5x + 5 · ( 5 3 - 4 3 x ) = 10
5x + 25 3 - 20 3 x = 10
- 5 3 x + 25 3 = 10 |⋅ 3
3( - 5 3 x + 25 3 ) = 30
-5x +25 = 30 | -25
-5x = 5 |:(-5 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 3 - 4 3 ( -1 )

= 5 3 + 4 3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 380 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 435 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 -4y = 380 (I) 4x -3y = 435 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 380
-4y +4x = 380 | -4x
-4y = 380 -4x |:(-4 )
y = -95 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + x ) (I) 4x -3y = 435 (II)

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

4x -3 · ( -95 + x ) = 435
4x +285 -3x = 435
x +285 = 435 | -285
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