Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

2x -55 = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x -55 = -15
2x -25 = -15 | +25
2x = 10 |:2
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x + y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-1)
denn 1⋅( - 5 ) +1( - 1 ) = -5 -1 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-2)
denn 1⋅( - 4 ) +1( - 2 ) = -4 -2 = -6

Oder : (-6|0)
denn 1⋅( - 6 ) +10 = -6 +0 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = -8 (I) 3x = 15 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -8 (I) 3x = 15 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = 15 |:3
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · 5 - y = -8
-10 - y = -8
-y -10 = -8 | +10
-y = 2 |:(-1 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 2 (I) x = ( 10 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 10 +2y ) + y = 2
30 +6y + y = 2
7y +30 = 2 | -30
7y = -28 |:7
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 +2( -4 )

= 10 -8

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -24 (I) -3x -5y = -18 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -24 (I) -3x -5y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -24
3y -4x = -24 | +4x
3y = -24 +4x |:3
y = -8 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 + 4 3 x ) (I) -3x -5y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -5 · ( -8 + 4 3 x ) = -18
-3x +40 - 20 3 x = -18
- 29 3 x +40 = -18 |⋅ 3
3( - 29 3 x +40 ) = -54
-29x +120 = -54 | -120
-29x = -174 |:(-29 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 4 3 6

= -8 +8

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (6|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4( x - y) = 22 - y (I)
5x +11 = 2( x -2 )-3y (II)

Lösung einblenden

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

4( x - y) = 22 - y (I)
5x +11 = 2( x -2 )-3y (II)
4x -4y = 22 - y | + y (I)
5x +11 = 2x -4 -3y | -11 -2x +3y (II)
4x -3y = 22 (I) 3x +3y = -15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 22
-3y +4x = 22 | -4x
-3y = 22 -4x |:(-3 )
y = - 22 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 22 3 + 4 3 x ) (I) 3x +3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 22 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( - 22 3 + 4 3 x ) = -15
3x -22 +4x = -15
7x -22 = -15 | +22
7x = 7 |:7
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 22 3 + 4 3 1

= - 22 3 + 4 3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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 +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

3x -4y = -9 -16 = -25

-1x +4y = 3 +16 = 19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x -4y = -25

-1x +4y = 19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -5y = 0 (I) x -2y = 0 (II)

Lösung einblenden
x -5y = 0 (I) x -2y = 0 (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 -2y = 0 | +2y
x = 2y

Als neues LGS erhält man so:

x -5y = 0 (I) x = 2 y (II)

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

1 · 2y -5y = 0
2y -5y = 0
-3y = 0 |:(-3 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2( 0 )

= 0

also

x = -0

Die Lösung des LGS ist damit: (-0|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 195 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 910 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 -3y = 195 (I) 7x -4y = 910 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 195
-3y +2x = 195 | -2x
-3y = 195 -2x |:(-3 )
y = -65 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -65 + 2 3 x ) (I) 7x -4y = 910 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -65 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -65 + 2 3 x ) = 910
7x +260 - 8 3 x = 910
13 3 x +260 = 910 |⋅ 3
3( 13 3 x +260 ) = 2730
13x +780 = 2730 | -780
13x = 1950 |:13
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -65 + 2 3 150

= -65 +100

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35