Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -53 .

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

Lösung einblenden

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

-5x -47 = -53

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -47 = -53
-5x -28 = -53 | +28
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x - y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|3)
denn -1⋅( - 3 ) -13 = 3 -3 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|4)
denn -1⋅( - 4 ) -14 = 4 -4 = 0

Oder : (-2|2)
denn -1⋅( - 2 ) -12 = 2 -2 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -y = 5 (I) 4x = -8 (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 = -8 |:4
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = -12 (I) x +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -12 (I) x +4y = 12 (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 = 12 | -4y
x = 12 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = -12 (I) x = ( 12 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 12 -4y ) -2y = -12
12 -4y -2y = -12
-6y +12 = -12 | -12
-6y = -24 |:(-6 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -44

= 12 -16

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( 15 +5y ) - y = 3
-15 -5y - y = 3
-6y -15 = 3 | +15
-6y = 18 |:(-6 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 +5( -3 )

= 15 -15

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x -2y = 7 2 (I) - 3 4 x +y = 3 4 (II)

Lösung einblenden
1 2 x -2y = 7 2 (I) - 3 4 x +y = 3 4 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

1 2 x -2y = 7 2 (I) +y = ( 3 4 + 3 4 x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 4 + 3 4 ( -5 )

= 3 4 - 15 4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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 -4y = ?

-3x -4y = ?

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

-2x -4y = 4 +8 = 12

-3x -4y = 6 +8 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 12

-3x -4y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -2y = -12 (I) -3x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
x -2y = -12 (I) -3x -y = 1 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

x -2y = -12 (I) +y = ( -1 -3x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -3( -2 )

= -1 +6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 650 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 200 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:

6x -5y = 650 (I) 3x -5y = 200 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 650
-5y +6x = 650 | -6x
-5y = 650 -6x |:(-5 )
y = -130 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -130 + 6 5 x ) (I) 3x -5y = 200 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -130 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -130 + 6 5 x ) = 200
3x +650 -6x = 200
-3x +650 = 200 | -650
-3x = -450 |:(-3 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -130 + 6 5 150

= -130 +180

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50