Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

( -5 ) +4y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -5 ) +4y = -5
-5 +4y = -5
4y -5 = -5 | +5
4y = 0 |:4
y = 0

Die Lösung ist somit: (-5|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -2y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|6)
denn 4⋅3 -26 = 12 -12 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|2)
denn 4⋅1 -22 = 4 -4 = 0

Oder : (5|10)
denn 4⋅5 -210 = 20 -20 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 15 (I) 3x -4y = -27 (II)

Lösung einblenden
-3x = 15 (I) 3x -4y = -27 (II)

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

-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) 3x -4y = -27 (II)

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

3 · ( -5 ) -4y = -27
-15 -4y = -27
-4y -15 = -27 | +15
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = -22 (I) -4x +y = -11 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = -22 (I) -4x +y = -11 (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 = -11
y -4x = -11 | +4x
y = -11 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = -22 (I) +y = ( -11 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -11 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( -11 +4x ) = -22
-3x +22 -8x = -22
-11x +22 = -22 | -22
-11x = -44 |:(-11 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +44

= -11 +16

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 13 (I) -x +3y = -13 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 13 (I) -x +3y = -13 (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 = -13 | -3y
-x = -13 -3y |:(-1 )
x = 13 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 13 (I) x = ( 13 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 13 +3y ) - y = 13
-52 -12y - y = 13
-13y -52 = 13 | +52
-13y = 65 |:(-13 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +3( -5 )

= 13 -15

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-4( 6 + y) = 4x (I)
y = 5x (II)
-24 -4y = 4x | + 24 -4x (I)
y = 5x | -5x (II)
-4x -4y = 24 (I) -5x +y = 0 (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:

-5x + y = 0
y -5x = 0 | +5x
y = 5x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 24 (I) +y = 5 x (II)

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

-4x -4 · 5x = 24
-4x -20x = 24
-24x = 24 |:(-24 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5( -1 )

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-5x -5y = ?

-4x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-5x -5y = 5 -25 = -20

-4x -7y = 4 -35 = -31

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -5y = -20

-4x -7y = -31

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -2y = -7 (I) 5x +5y = -35 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = -7 (I) 5x +5y = -35 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = -7
-2y +5x = -7 | -5x
-2y = -7 -5x |:(-2 )
y = 7 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 5 2 x ) (I) 5x +5y = -35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( 7 2 + 5 2 x ) = -35
5x + 35 2 + 25 2 x = -35
35 2 x + 35 2 = -35 |⋅ 2
2( 35 2 x + 35 2 ) = -70
35x +35 = -70 | -35
35x = -105 |:35
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 5 2 ( -3 )

= 7 2 - 15 2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 175 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 885 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:

3x -5y = 175 (I) 7x -3y = 885 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 175
-5y +3x = 175 | -3x
-5y = 175 -3x |:(-5 )
y = -35 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -35 + 3 5 x ) (I) 7x -3y = 885 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -35 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -35 + 3 5 x ) = 885
7x +105 - 9 5 x = 885
26 5 x +105 = 885 |⋅ 5
5( 26 5 x +105 ) = 4425
26x +525 = 4425 | -525
26x = 3900 |:26
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -35 + 3 5 150

= -35 +90

= 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