Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = 12 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

-4( -4 ) +2y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -4 ) +2y = 12
16 +2y = 12
2y +16 = 12 | -16
2y = -4 |:2
y = -2

Die Lösung ist somit: (-4|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -3y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-2)
denn -4⋅( - 4 ) -3( - 2 ) = 16 +6 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|2)
denn -4⋅( - 7 ) -32 = 28 -6 = 22

Oder : (-1|-6)
denn -4⋅( - 1 ) -3( - 6 ) = 4 +18 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 12 (I) -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 12 (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:

x +2y = 12 (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:

x + 2 · 5 = 12
x +10 = 12 | -10
x = 2

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: (2|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -24 (I) x +4y = -21 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -24 (I) x +4y = -21 (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 = -21 | -4y
x = -21 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -24 (I) x = ( -21 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -21 -4y ) +2y = -24
84 +16y +2y = -24
18y +84 = -24 | -84
18y = -108 |:18
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 -4( -6 )

= -21 +24

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = 15 (I) -3x -y = 1 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = 15 (I) -3x -y = 1 (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:

-3x - y = 1
-y -3x = 1 | +3x
-y = 1 +3x |:(-1 )
y = -1 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +y = 15 (I) +y = ( -1 -3x ) (II)

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

-5x + 1 · ( -1 -3x ) = 15
-5x -1 -3x = 15
-8x -1 = 15 | +1
-8x = 16 |:(-8 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -3( -2 )

= -1 +6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x + 1 2 y = 11 4 (I) 1 2 x - 1 2 y = -3 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x + 1 2 y = 11 4 (I) 1 2 x - 1 2 y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 4 x + 1 2 y = 11 4
1 2 y - 1 4 x = 11 4 |⋅ 4
4( 1 2 y - 1 4 x) = 11
2y - x = 11 | + x
2y = 11 + x |:2
y = 11 2 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 2 + 1 2 x ) (I) 1 2 x - 1 2 y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 2 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x - 1 2 · ( 11 2 + 1 2 x ) = -3
1 2 x - 11 4 - 1 4 x = -3
1 4 x - 11 4 = -3 |⋅ 4
4( 1 4 x - 11 4 ) = -12
x -11 = -12 | +11
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 2 + 1 2 ( -1 )

= 11 2 - 1 2

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

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.:

-3x -3y = ?

1x +3y = ?

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

-3x -3y = 12 -3 = 9

1x +3y = -4 +3 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -3y = 9

1x +3y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +y = 14 (I) x -5y = 8 (II)

Lösung einblenden
5x +y = 14 (I) x -5y = 8 (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 -5y = 8 | +5y
x = 8 +5y

Als neues LGS erhält man so:

5x +y = 14 (I) x = ( 8 +5y ) (II)

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

5 · ( 8 +5y ) + y = 14
40 +25y + y = 14
26y +40 = 14 | -40
26y = -26 |:26
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +5( -1 )

= 8 -5

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 325 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1580 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 -5y = 325 (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 325
-5y +2x = 325 | -2x
-5y = 325 -2x |:(-5 )
y = -65 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -65 + 2 5 x ) (I) 6x -4y = 1580 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -65 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -65 + 2 5 x ) = 1580
6x +260 - 8 5 x = 1580
22 5 x +260 = 1580 |⋅ 5
5( 22 5 x +260 ) = 7900
22x +1300 = 7900 | -1300
22x = 6600 |:22
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -65 + 2 5 300

= -65 +120

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55