Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +2y = -29 .

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

Lösung einblenden

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

3x +2( -7 ) = -29

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +2( -7 ) = -29
3x -14 = -29 | +14
3x = -15 |:3
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x - y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|6)
denn -3⋅2 -16 = -6 -6 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|9)
denn -3⋅1 -19 = -3 -9 = -12

Oder : (3|3)
denn -3⋅3 -13 = -9 -3 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = -20 (I) -x +y = 1 (II)

Lösung einblenden
-4y = -20 (I) -x +y = 1 (II)

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

-4y = -20 |:(-4 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -11 (I) 4x +3y = -8 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -11 (I) 4x +3y = -8 (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 = -11 | -3y
x = -11 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -11 -3y ) (I) 4x +3y = -8 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -11 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -11 -3y ) +3y = -8
-44 -12y +3y = -8
-9y -44 = -8 | +44
-9y = 36 |:(-9 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -3( -4 )

= -11 +12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 21 (I) x -5y = 33 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 21 (I) x -5y = 33 (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 = 33 | +5y
x = 33 +5y

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 21 (I) x = ( 33 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 33 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 33 +5y ) -4y = 21
-33 -5y -4y = 21
-9y -33 = 21 | +33
-9y = 54 |:(-9 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 33 +5( -6 )

= 33 -30

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = -6 (I) 1 2 x +2y = 9 2 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = -6 (I) 1 2 x +2y = 9 2 (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 = -6 | +3y
-x = -6 +3y |:(-1 )
x = 6 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 6 -3y ) (I) 1 2 x +2y = 9 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 2 · ( 6 -3y ) +2y = 9 2
3 - 3 2 y +2y = 9 2
1 2 y +3 = 9 2 |⋅ 2
2( 1 2 y +3 ) = 9
y +6 = 9 | -6
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 -33

= 6 -9

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-8x -10y = ?

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

-4x -4y = 4 -4 = 0

-8x -10y = 8 -10 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -4y = 0

-8x -10y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +2y = -15 (I) 4x -2y = 30 (II)

Lösung einblenden
-x +2y = -15 (I) 4x -2y = 30 (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 +2y = -15 | -2y
-x = -15 -2y |:(-1 )
x = 15 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 +2y ) (I) 4x -2y = 30 (II)

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

4 · ( 15 +2y ) -2y = 30
60 +8y -2y = 30
6y +60 = 30 | -60
6y = -30 |:6
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 +2( -5 )

= 15 -10

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1140 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 840 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 -2y = 1140 (I) 3x -2y = 840 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1140
-2y +4x = 1140 | -4x
-2y = 1140 -4x |:(-2 )
y = -570 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -570 +2x ) (I) 3x -2y = 840 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -570 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -570 +2x ) = 840
3x +1140 -4x = 840
-x +1140 = 840 | -1140
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -570 +2300

= -570 +600

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30