Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x + y = 7 .

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

Lösung einblenden

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

-x + 2 = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x + 2 = 7
-x +2 = 7 | -2
-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = 5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|4)
denn -1⋅7 +34 = -7 +12 = 5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|5)
denn -1⋅10 +35 = -10 +15 = 5

Oder : (4|3)
denn -1⋅4 +33 = -4 +9 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -2y = -4 (I) +3y = -3 (II)

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

3y = -3 |:3
y = -1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( -1 ) = -4
-2x +2 = -4 | -2
-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 20 (I) x -4y = -14 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 20 (I) x -4y = -14 (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 = -14 | +4y
x = -14 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 20 (I) x = ( -14 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -14 +4y ) + y = 20
42 -12y + y = 20
-11y +42 = 20 | -42
-11y = -22 |:(-11 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +42

= -14 +8

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 16 (I) -5x +2y = 7 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 16 (I) -5x +2y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 16
2y +4x = 16 | -4x
2y = 16 -4x |:2
y = 8 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 -2x ) (I) -5x +2y = 7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 2 · ( 8 -2x ) = 7
-5x +16 -4x = 7
-9x +16 = 7 | -16
-9x = -9 |:(-9 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -21

= 8 -2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x - 1 5 y = 1 3 (I) - 3 4 x + 3 2 y = -9 (II)

Lösung einblenden
- 1 3 x - 1 5 y = 1 3 (I) - 3 4 x + 3 2 y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 3 x - 1 5 y = 1 3
- 1 5 y - 1 3 x = 1 3 |⋅ 15
15( - 1 5 y - 1 3 x) = 5
-3y -5x = 5 | +5x
-3y = 5 +5x |:(-3 )
y = - 5 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 3 - 5 3 x ) (I) - 3 4 x + 3 2 y = -9 (II)

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

- 3 4 x + 3 2 · ( - 5 3 - 5 3 x ) = -9
- 3 4 x - 5 2 - 5 2 x = -9
- 13 4 x - 5 2 = -9 |⋅ 4
4( - 13 4 x - 5 2 ) = -36
-13x -10 = -36 | +10
-13x = -26 |:(-13 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 3 - 5 3 2

= - 5 3 - 10 3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

2x -3y = ?

-2x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

2x -3y = 4 +15 = 19

-2x +5y = -4 -25 = -29

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = 19

-2x +5y = -29

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -y = 10 (I) -3x +3y = -15 (II)

Lösung einblenden
2x -y = 10 (I) -3x +3y = -15 (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:

2x - y = 10
-y +2x = 10 | -2x
-y = 10 -2x |:(-1 )
y = -10 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 +2x ) (I) -3x +3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( -10 +2x ) = -15
-3x -30 +6x = -15
3x -30 = -15 | +30
3x = 15 |:3
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 +25

= -10 +10

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (5|0)

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 625 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 435 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 = 625 (I) 4x -3y = 435 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 625
-5y +6x = 625 | -6x
-5y = 625 -6x |:(-5 )
y = -125 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -125 + 6 5 x ) (I) 4x -3y = 435 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -125 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -125 + 6 5 x ) = 435
4x +375 - 18 5 x = 435
2 5 x +375 = 435 |⋅ 5
5( 2 5 x +375 ) = 2175
2x +1875 = 2175 | -1875
2x = 300 |:2
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -125 + 6 5 150

= -125 +180

= 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