Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = -15 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

x -33 = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -33 = -15
x -9 = -15 | +9
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|1)
denn -5⋅2 -51 = -10 -5 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|6)
denn -5⋅( - 3 ) -56 = 15 -30 = -15

Oder : (7|-4)
denn -5⋅7 -5( - 4 ) = -35 +20 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -20 (I) +3y = -12 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -20 (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:

-4x +3y = -20 (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:

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

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: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 14 (I) -2x +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 14 (I) -2x +4y = -16 (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 = 14 | +3y
x = 14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 14 +3y ) (I) -2x +4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 14 +3y ) +4y = -16
-28 -6y +4y = -16
-2y -28 = -16 | +28
-2y = 12 |:(-2 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 +3( -6 )

= 14 -18

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -2y = 5 (I) 3x +3y = -18 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = 5 (I) 3x +3y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 5 2 + 5 2 x ) (I) 3x +3y = -18 (II)

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

3x + 3 · ( - 5 2 + 5 2 x ) = -18
3x - 15 2 + 15 2 x = -18
21 2 x - 15 2 = -18 |⋅ 2
2( 21 2 x - 15 2 ) = -36
21x -15 = -36 | +15
21x = -21 |:21
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 5 2 + 5 2 ( -1 )

= - 5 2 - 5 2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 4x +1 +5y (I)
0 = -2x +1 - 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:

0 = 4x +1 +5y | -4x -5y (I)
0 = -2x +1 - y | + 2x + y (II)
-4x -5y = 1 (I) 2x +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:

2x + y = 1
y +2x = 1 | -2x
y = 1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -5y = 1 (I) +y = ( 1 -2x ) (II)

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

-4x -5 · ( 1 -2x ) = 1
-4x -5 +10x = 1
6x -5 = 1 | +5
6x = 6 |:6
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -21

= 1 -2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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 = ?

-5x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-4x -1y = -12 -5 = -17

-5x -2y = -15 -10 = -25

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -1y = -17

-5x -2y = -25

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -3y = 18 (I) -x +5y = -22 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 18 (I) -x +5y = -22 (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 = -22 | -5y
-x = -22 -5y |:(-1 )
x = 22 +5y

Als neues LGS erhält man so:

3x -3y = 18 (I) x = ( 22 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 22 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 22 +5y ) -3y = 18
66 +15y -3y = 18
12y +66 = 18 | -66
12y = -48 |:12
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22 +5( -4 )

= 22 -20

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 1710 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 1 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1170 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:

6x -3y = 1710 (I) 4x -y = 1170 (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:

4x - y = 1170
-y +4x = 1170 | -4x
-y = 1170 -4x |:(-1 )
y = -1170 +4x

Als neues LGS erhält man so:

6x -3y = 1710 (I) +y = ( -1170 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -1170 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -1170 +4x ) = 1710
6x +3510 -12x = 1710
-6x +3510 = 1710 | -3510
-6x = -1800 |:(-6 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1170 +4300

= -1170 +1200

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30