Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -3y = 28 .

Bestimme y so, dass (5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 5 in die Gleichung ein und erhält:

25 -3y = 28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

25 -3y = 28
10 -3y = 28
-3y +10 = 28 | -10
-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (5|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|2)
denn -1⋅5 +12 = -5 +2 = -3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|3)
denn -1⋅6 +13 = -6 +3 = -3

Oder : (4|1)
denn -1⋅4 +11 = -4 +1 = -3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = 15 (I) +3y = -12 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = 15 (I) +3y = -12 (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 = -12 |:3
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( -4 ) = 15
-3x +12 = 15 | -12
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 18 (I) -4x +2y = -18 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 18 (I) -4x +2y = -18 (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 = 18 | -4y
x = 18 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 -4y ) (I) -4x +2y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 18 -4y ) +2y = -18
-72 +16y +2y = -18
18y -72 = -18 | +72
18y = 54 |:18
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 -43

= 18 -12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -5y = -20 (I) -2x +3y = -8 (II)

Lösung einblenden
-5x -5y = -20 (I) -2x +3y = -8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -5y = -20
-5y -5x = -20 | +5x
-5y = -20 +5x |:(-5 )
y = 4 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 4 - x ) (I) -2x +3y = -8 (II)

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

-2x + 3 · ( 4 - x ) = -8
-2x +12 -3x = -8
-5x +12 = -8 | -12
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 - 4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

11 + y = -4x -1 (I)
2( x +4 ) = -y (II)
11 + y = -4x -1 | -11 +4x (I)
2x +8 = -y | -8 + y (II)
4x +y = -12 (I) 2x +y = -8 (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:

2x + y = -8
y +2x = -8 | -2x
y = -8 -2x

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -12 (I) +y = ( -8 -2x ) (II)

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

4x + 1 · ( -8 -2x ) = -12
4x -8 -2x = -12
2x -8 = -12 | +8
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -2( -2 )

= -8 +4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = -1 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 +2y = ?

6x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

5x +2y = -20 -2 = -22

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = -22

6x +5y = -29

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -5y = 11 (I) -x +y = -7 (II)

Lösung einblenden
-x -5y = 11 (I) -x +y = -7 (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:

-x + y = -7
y - x = -7 | + x
y = -7 + x

Als neues LGS erhält man so:

-x -5y = 11 (I) +y = ( -7 + x ) (II)

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

-x -5 · ( -7 + x ) = 11
-x +35 -5x = 11
-6x +35 = 11 | -35
-6x = -24 |:(-6 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 100 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 200 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:

2x -4y = 100 (I) 2x -2y = 200 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 100
-4y +2x = 100 | -2x
-4y = 100 -2x |:(-4 )
y = -25 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -25 + 1 2 x ) (I) 2x -2y = 200 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -25 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -25 + 1 2 x ) = 200
2x +50 - x = 200
x +50 = 200 | -50
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 + 1 2 150

= -25 +75

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50