Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -5y = -9 .

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

Lösung einblenden

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

-27 -5y = -9

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-27 -5y = -9
-14 -5y = -9
-5y -14 = -9 | +14
-5y = 5 |:(-5 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (7|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = -21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|3)
denn -4⋅6 +13 = -24 +3 = -21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|7)
denn -4⋅7 +17 = -28 +7 = -21

Oder : (5|-1)
denn -4⋅5 +1( - 1 ) = -20 -1 = -21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = -16 (I) 4x = -4 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = -16 (I) 4x = -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:

4x = -4 |:4
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = -16 (I) x = -1 (II)

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

4 · ( -1 ) +3y = -16
-4 +3y = -16
3y -4 = -16 | +4
3y = -12 |:3
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = 20 (I) x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = 20 (I) x +2y = 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 +2y = 14 | -2y
x = 14 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = 20 (I) x = ( 14 -2y ) (II)

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

-2 · ( 14 -2y ) +4y = 20
-28 +4y +4y = 20
8y -28 = 20 | +28
8y = 48 |:8
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -26

= 14 -12

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 9 (I) -4x +4y = 0 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 9 (I) -4x +4y = 0 (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 +4y = 9 | -4y
-x = 9 -4y |:(-1 )
x = -9 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -9 +4y ) (I) -4x +4y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -9 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -9 +4y ) +4y = 0
36 -16y +4y = 0
-12y +36 = 0 | -36
-12y = -36 |:(-12 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 +43

= -9 +12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = -5 (I)
-3x +20 = -5x +2y (II)

Lösung einblenden

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

3x +2y = -5 (I)
-3x +20 = -5x +2y | -20 +5x -2y (II)
3x +2y = -5 (I) 2x -2y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = -5
2y +3x = -5 | -3x
2y = -5 -3x |:2
y = - 5 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 2 - 3 2 x ) (I) 2x -2y = -20 (II)

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

2x -2 · ( - 5 2 - 3 2 x ) = -20
2x +5 +3x = -20
5x +5 = -20 | -5
5x = -25 |:5
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 2 - 3 2 ( -5 )

= - 5 2 + 15 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-4x -1y = ?

-6x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-4x -1y = 16 +5 = 21

-6x -1y = 24 +5 = 29

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = 21

-6x -1y = 29

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -3y = -3 (I) -3x +9y = 11 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -3 (I) -3x +9y = 11 (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 = -3 | +3y
x = -3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -3 +3y ) (I) -3x +9y = 11 (II)

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

-3 · ( -3 +3y ) +9y = 11
9 -9y +9y = 11
9 = 11 | -9
0 = 2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 690 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 390 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 -2y = 690 (I) 3x -2y = 390 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 690
-2y +5x = 690 | -5x
-2y = 690 -5x |:(-2 )
y = -345 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -345 + 5 2 x ) (I) 3x -2y = 390 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -345 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -345 + 5 2 x ) = 390
3x +690 -5x = 390
-2x +690 = 390 | -690
-2x = -300 |:(-2 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -345 + 5 2 150

= -345 +375

= 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