Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = 8 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-4( -7 ) -5y = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -7 ) -5y = 8
28 -5y = 8
-5y +28 = 8 | -28
-5y = -20 |:(-5 )
y = 4

Die Lösung ist somit: (-7|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = -22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|5)
denn 2⋅( - 1 ) -45 = -2 -20 = -22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|3)
denn 2⋅( - 5 ) -43 = -10 -12 = -22

Oder : (3|7)
denn 2⋅3 -47 = 6 -28 = -22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = 13 (I) +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 13 (I) +3y = 3 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

3x -2y = 13 (I) +y = 1 (II)

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

3x -2 · 1 = 13
3x -2 = 13 | +2
3x = 15 |:3
x = 5

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: (5|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -10 (I) 2x +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -10 (I) 2x +4y = -16 (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 +3y = -10 | -3y
x = -10 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -10 -3y ) (I) 2x +4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -10 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -10 -3y ) +4y = -16
-20 -6y +4y = -16
-2y -20 = -16 | +20
-2y = 4 |:(-2 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -3( -2 )

= -10 +6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = -5 (I) 4x -5y = -45 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -5 (I) 4x -5y = -45 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = -5
-5y -4x = -5 | +4x
-5y = -5 +4x |:(-5 )
y = 1 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 - 4 5 x ) (I) 4x -5y = -45 (II)

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

4x -5 · ( 1 - 4 5 x ) = -45
4x -5 +4x = -45
8x -5 = -45 | +5
8x = -40 |:8
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 4 5 ( -5 )

= 1 +4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x + 3 5 y = 6 5 (I) 3x - 3 4 y = - 3 2 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x + 3 5 y = 6 5 (I) 3x - 3 4 y = - 3 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x - 3 4 · ( 2 + x ) = - 3 2
3x - 3 2 - 3 4 x = - 3 2
9 4 x - 3 2 = - 3 2 |⋅ 4
4( 9 4 x - 3 2 ) = -6
9x -6 = -6 | +6
9x = 0 |:9
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +0

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

4x -3y = ?

5x -5y = ?

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

4x -3y = 12 +9 = 21

5x -5y = 15 +15 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -3y = 21

5x -5y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +8y = 0 (I) x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
-2x +8y = 0 (I) x -4y = 1 (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 = 1 | +4y
x = 1 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +8y = 0 (I) x = ( 1 +4y ) (II)

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

-2 · ( 1 +4y ) +8y = 0
-2 -8y +8y = 0
-2 = 0 | +2
0 = 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 640 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 325 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 -2y = 640 (I) 4x -5y = 325 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 640
-2y +5x = 640 | -5x
-2y = 640 -5x |:(-2 )
y = -320 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -320 + 5 2 x ) (I) 4x -5y = 325 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -320 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -320 + 5 2 x ) = 325
4x +1600 - 25 2 x = 325
- 17 2 x +1600 = 325 |⋅ 2
2( - 17 2 x +1600 ) = 650
-17x +3200 = 650 | -3200
-17x = -2550 |:(-17 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -320 + 5 2 150

= -320 +375

= 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