Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = 20 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-4x -3⋅0 = 20

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -3⋅0 = 20
-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn 1⋅3 +1⋅1 = 3 +1 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|0)
denn 1⋅4 +1⋅0 = 4 +0 = 4

Oder : (2|2)
denn 1⋅2 +1⋅2 = 2 +2 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = -16 (I) -x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
-4x = -16 (I) -x +y = -8 (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 = -16 |:(-4 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · 4 + y = -8
-4 + y = -8
y -4 = -8 | +4
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -3y = -4 (I) x -3y = -14 (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 = -14 | +3y
x = -14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -14 +3y ) -3y = -4
14 -3y -3y = -4
-6y +14 = -4 | -14
-6y = -18 |:(-6 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +3⋅3

= -14 +9

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -13 (I) 2x +4y = 2 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -13 (I) 2x +4y = 2 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-4x + y = -13
y -4x = -13 | +4x
y = -13 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -13 +4x ) (I) 2x +4y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -13 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 4 · ( -13 +4x ) = 2
2x -52 +16x = 2
18x -52 = 2 | +52
18x = 54 |:18
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -13 +4⋅3

= -13 +12

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x - 1 2 y = 1 2 (I) 1 4 x + 1 3 y = 5 6 (II)

Lösung einblenden
1 2 x - 1 2 y = 1 2 (I) 1 4 x + 1 3 y = 5 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 + x ) (I) 1 4 x + 1 3 y = 5 6 (II)

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

1 4 x + 1 3 · ( -1 + x ) = 5 6
1 4 x - 1 3 + 1 3 x = 5 6
7 12 x - 1 3 = 5 6 |⋅ 12
12( 7 12 x - 1 3 ) = 10
7x -4 = 10 | +4
7x = 14 |:7
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -2 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 = ?

-1x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-2x +5y = -6 -10 = -16

-1x +4y = -3 -8 = -11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = -16

-1x +4y = -11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +y = 15 (I) -3x +5y = 9 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = 15 (I) -3x +5y = 9 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

-5x + y = 15
y -5x = 15 | +5x
y = 15 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 15 +5x ) (I) -3x +5y = 9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 15 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 5 · ( 15 +5x ) = 9
-3x +75 +25x = 9
22x +75 = 9 | -75
22x = -66 |:22
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 +5⋅( -3 )

= 15 -15

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|0)

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 950 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1900 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 = 950 (I) 7x -4y = 1900 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 950
-5y +4x = 950 | -4x
-5y = 950 -4x |:(-5 )
y = -190 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -190 + 4 5 x ) (I) 7x -4y = 1900 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -190 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -190 + 4 5 x ) = 1900
7x +760 - 16 5 x = 1900
19 5 x +760 = 1900 |⋅ 5
5( 19 5 x +760 ) = 9500
19x +3800 = 9500 | -3800
19x = 5700 |:19
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -190 + 4 5 ⋅300

= -190 +240

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50