Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = 16 .

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

Lösung einblenden

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

2 +2y = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2 +2y = 16
2 +2y = 16
2y +2 = 16 | -2
2y = 14 |:2
y = 7

Die Lösung ist somit: (2|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-2)
denn 5⋅3 +2⋅( - 2 ) = 15 -4 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-7)
denn 5⋅5 +2⋅( - 7 ) = 25 -14 = 11

Oder : (1|3)
denn 5⋅1 +2⋅3 = 5 +6 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = 16 (I) -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = 16 (I) -3y = -15 (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 = -15 |:(-3 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 2 · 5 = 16
-2x +10 = 16 | -10
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

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: (-3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 5 (I) 2x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 5 (I) 2x -4y = -10 (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 = 5 | -3y
x = 5 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 5 -3y ) (I) 2x -4y = -10 (II)

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

2 · ( 5 -3y ) -4y = -10
10 -6y -4y = -10
-10y +10 = -10 | -10
-10y = -20 |:(-10 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -3⋅2

= 5 -6

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = 8 (I) 4x +2y = 2 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = 8 (I) 4x +2y = 2 (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:

-5x + y = 8
y -5x = 8 | +5x
y = 8 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 +5x ) (I) 4x +2y = 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( 8 +5x ) = 2
4x +16 +10x = 2
14x +16 = 2 | -16
14x = -14 |:14
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 +5⋅( -1 )

= 8 -5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x + 1 5 y = 27 10 (I) 2 3 x + 1 2 y = 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x + 1 5 y = 27 10 (I) 2 3 x + 1 2 y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 2 x + 1 5 y = 27 10
1 5 y + 1 2 x = 27 10 |⋅ 10
10( 1 5 y + 1 2 x) = 27
2y +5x = 27 | -5x
2y = 27 -5x |:2
y = 27 2 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 27 2 - 5 2 x ) (I) 2 3 x + 1 2 y = 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 27 2 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 3 x + 1 2 · ( 27 2 - 5 2 x ) = 5
2 3 x + 27 4 - 5 4 x = 5
- 7 12 x + 27 4 = 5 |⋅ 12
12( - 7 12 x + 27 4 ) = 60
-7x +81 = 60 | -81
-7x = -21 |:(-7 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 27 2 - 5 2 ⋅3

= 27 2 - 15 2

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

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.:

3x +4y = ?

1x +2y = ?

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

3x +4y = -12 -16 = -28

1x +2y = -4 -8 = -12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = -28

1x +2y = -12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

x + y = 9
y + x = 9 | - x
y = 9 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -3 · ( 9 - x ) = 3
3x -27 +3x = 3
6x -27 = 3 | +27
6x = 30 |:6
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 - 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 360 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 630 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 -3y = 360 (I) 5x -4y = 630 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 360
-3y +3x = 360 | -3x
-3y = 360 -3x |:(-3 )
y = -120 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -120 + x ) (I) 5x -4y = 630 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -120 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -120 + x ) = 630
5x +480 -4x = 630
x +480 = 630 | -480
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -120 +150

= 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