Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = -16 .

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

Lösung einblenden

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

3x +4( -1 ) = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-4|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = 34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|4)
denn 2⋅7 +54 = 14 +20 = 34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (12|2)
denn 2⋅12 +52 = 24 +10 = 34

Oder : (2|6)
denn 2⋅2 +56 = 4 +30 = 34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 1 (I) 2x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
-x = 1 (I) 2x -4y = -10 (II)

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

-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 2x -4y = -10 (II)

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

2 · ( -1 ) -4y = -10
-2 -4y = -10
-4y -2 = -10 | +2
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

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|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 13 (I) 2x +5y = 32 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 13 (I) 2x +5y = 32 (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 = 13 | -2y
x = 13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 13 -2y ) (I) 2x +5y = 32 (II)

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

2 · ( 13 -2y ) +5y = 32
26 -4y +5y = 32
y +26 = 32 | -26
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -26

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = -8 (I) -5x +3y = -13 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = -8 (I) -5x +3y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +2y = -8
2y -3x = -8 | +3x
2y = -8 +3x |:2
y = -4 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + 3 2 x ) (I) -5x +3y = -13 (II)

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

-5x + 3 · ( -4 + 3 2 x ) = -13
-5x -12 + 9 2 x = -13
- 1 2 x -12 = -13 |⋅ 2
2( - 1 2 x -12 ) = -26
-x -24 = -26 | +24
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 + 3 2 2

= -4 +3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( 5x + y) = 5( -x +1 ) + y (I)
0 = 3x -13 +5y (II)

Lösung einblenden

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

-2( 5x + y) = 5( -x +1 ) + y (I)
0 = 3x -13 +5y (II)
-10x -2y = -5x +5 + y | + 5x - y (I)
0 = 3x -13 +5y | -3x -5y (II)
-5x -3y = 5 (I) -3x -5y = -13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -3y = 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) -3x -5y = -13 (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:

-3x -5 · ( - 5 3 - 5 3 x ) = -13
-3x + 25 3 + 25 3 x = -13
16 3 x + 25 3 = -13 |⋅ 3
3( 16 3 x + 25 3 ) = -39
16x +25 = -39 | -25
16x = -64 |:16
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 3 - 5 3 ( -4 )

= - 5 3 + 20 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

5x -4y = ?

1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

5x -4y = 5 -12 = -7

1x -2y = 1 -6 = -5

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -4y = -7

1x -2y = -5

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +4y = 15 (I) -4x -3y = -21 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 15 (I) -4x -3y = -21 (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 = 15 | -4y
x = 15 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 15 -4y ) (I) -4x -3y = -21 (II)

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

-4 · ( 15 -4y ) -3y = -21
-60 +16y -3y = -21
13y -60 = -21 | +60
13y = 39 |:13
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -43

= 15 -12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

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 1050 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1300 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 = 1050 (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1050
-3y +4x = 1050 | -4x
-3y = 1050 -4x |:(-3 )
y = -350 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -350 + 4 3 x ) (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -350 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -350 + 4 3 x ) = 1300
5x +1400 - 16 3 x = 1300
- 1 3 x +1400 = 1300 |⋅ 3
3( - 1 3 x +1400 ) = 3900
-x +4200 = 3900 | -4200
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -350 + 4 3 300

= -350 +400

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50