Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x + y = 12 .

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

Lösung einblenden

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

-5( -2 ) + y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -2 ) + y = 12
10 + y = 12
y +10 = 12 | -10
y = 2

Die Lösung ist somit: (-2|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|3)
denn -1⋅( - 1 ) -13 = 1 -3 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|4)
denn -1⋅( - 2 ) -14 = 2 -4 = -2

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

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = -4 |:2
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -2 (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:

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

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|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -11 (I) x +2y = 17 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -11 (I) x +2y = 17 (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 = 17 | -2y
x = 17 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -11 (I) x = ( 17 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 17 -2y ) - y = -11
-17 +2y - y = -11
y -17 = -11 | +17
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -26

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 14 (I) x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
3x -y = 14 (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:

3x -y = 14 (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:

3 · ( 1 +4y ) - y = 14
3 +12y - y = 14
11y +3 = 14 | -3
11y = 11 |:11
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +41

= 1 +4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -15 = 4y (I)
-3x -4 = -24 - y (II)

Lösung einblenden

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

-x -15 = 4y | + 15 -4y (I)
-3x -4 = -24 - y | + 4 + y (II)
-x -4y = 15 (I) -3x +y = -20 (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 = -20
y -3x = -20 | +3x
y = -20 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 15 (I) +y = ( -20 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -20 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -4 · ( -20 +3x ) = 15
-x +80 -12x = 15
-13x +80 = 15 | -80
-13x = -65 |:(-13 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 +35

= -20 +15

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 4 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 +1y = ?

-7x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x +1y = -4 +4 = 0

-7x -1y = -7 -4 = -11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +1y = 0

-7x -1y = -11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -2y = 10 (I) -5x -2y = -38 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = 10 (I) -5x -2y = -38 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 10
-2y +3x = 10 | -3x
-2y = 10 -3x |:(-2 )
y = -5 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + 3 2 x ) (I) -5x -2y = -38 (II)

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

-5x -2 · ( -5 + 3 2 x ) = -38
-5x +10 -3x = -38
-8x +10 = -38 | -10
-8x = -48 |:(-8 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 + 3 2 6

= -5 +9

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 660 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 240 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 -3y = 660 (I) 2x -2y = 240 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 660
-3y +5x = 660 | -5x
-3y = 660 -5x |:(-3 )
y = -220 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -220 + 5 3 x ) (I) 2x -2y = 240 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -220 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -220 + 5 3 x ) = 240
2x +440 - 10 3 x = 240
- 4 3 x +440 = 240 |⋅ 3
3( - 4 3 x +440 ) = 720
-4x +1320 = 720 | -1320
-4x = -600 |:(-4 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -220 + 5 3 150

= -220 +250

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30