Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = -10 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

21 -4y = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

21 -4y = -10
2 -4y = -10
-4y +2 = -10 | -2
-4y = -12 |:(-4 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (1|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-1)
denn -1⋅2 -4( - 1 ) = -2 +4 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|0)
denn -1⋅( - 2 ) -40 = 2 +0 = 2

Oder : (6|-2)
denn -1⋅6 -4( - 2 ) = -6 +8 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = -5 (I) -4x -3y = -7 (II)

Lösung einblenden
-y = -5 (I) -4x -3y = -7 (II)

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

-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) -4x -3y = -7 (II)

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

-4x -3 · 5 = -7
-4x -15 = -7 | +15
-4x = 8 |:(-4 )
x = -2

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: (-2|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 1 (I) -4x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 1 (I) -4x +2y = 14 (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 = 1 | +2y
x = 1 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 +2y ) (I) -4x +2y = 14 (II)

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

-4 · ( 1 +2y ) +2y = 14
-4 -8y +2y = 14
-6y -4 = 14 | +4
-6y = 18 |:(-6 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +2( -3 )

= 1 -6

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 13 (I) -2x -3y = 5 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 13 (I) -2x -3y = 5 (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:

-3x + y = 13
y -3x = 13 | +3x
y = 13 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 +3x ) (I) -2x -3y = 5 (II)

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

-2x -3 · ( 13 +3x ) = 5
-2x -39 -9x = 5
-11x -39 = 5 | +39
-11x = 44 |:(-11 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 +3( -4 )

= 13 -12

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 7 3 + 1 3 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 7 3 + 1 3 y ) -2y = -2
- 14 3 - 2 3 y -2y = -2
- 8 3 y - 14 3 = -2 |⋅ 3
3( - 8 3 y - 14 3 ) = -6
-8y -14 = -6 | +14
-8y = 8 |:(-8 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 3 + 1 3 ( -1 )

= 7 3 - 1 3

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

2x +3y = ?

-1x -1y = ?

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

2x +3y = -8 +12 = 4

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +3y = 4

-1x -1y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -4y = 8 (I) 4x -y = -15 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 8 (I) 4x -y = -15 (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 = -15
-y +4x = -15 | -4x
-y = -15 -4x |:(-1 )
y = 15 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x -4y = 8 (I) +y = ( 15 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 15 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x -4 · ( 15 +4x ) = 8
-x -60 -16x = 8
-17x -60 = 8 | +60
-17x = 68 |:(-17 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 +4( -4 )

= 15 -16

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1065 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1110 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 -3y = 1065 (I) 4x -2y = 1110 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1065
-3y +4x = 1065 | -4x
-3y = 1065 -4x |:(-3 )
y = -355 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -355 + 4 3 x ) (I) 4x -2y = 1110 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -355 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -355 + 4 3 x ) = 1110
4x +710 - 8 3 x = 1110
4 3 x +710 = 1110 |⋅ 3
3( 4 3 x +710 ) = 3330
4x +2130 = 3330 | -2130
4x = 1200 |:4
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -355 + 4 3 300

= -355 +400

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45