Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

4x -2( -4 ) = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn 5⋅3 +21 = 15 +2 = 17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-4)
denn 5⋅5 +2( - 4 ) = 25 -8 = 17

Oder : (1|6)
denn 5⋅1 +26 = 5 +12 = 17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -22 (I) 4x = -24 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -22 (I) 4x = -24 (II)

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

4x = -24 |:4
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -22 (I) x = -6 (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch -6 ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -6 ) + y = -22
-24 + y = -22
y -24 = -22 | +24
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -2 · ( 3 -2x ) = -2
-3x -6 +4x = -2
x -6 = -2 | +6
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -24

= 3 -8

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 27 (I) 5x +y = 15 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 27 (I) 5x +y = 15 (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:

5x + y = 15
y +5x = 15 | -5x
y = 15 -5x

Als neues LGS erhält man so:

x +5y = 27 (I) +y = ( 15 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 15 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 5 · ( 15 -5x ) = 27
x +75 -25x = 27
-24x +75 = 27 | -75
-24x = -48 |:(-24 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 -52

= 15 -10

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = 2( x -11 )-3y (I)
0 = x +2( 7 +2y) (II)

Lösung einblenden

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

-y = 2( x -11 )-3y (I)
0 = x +2( 7 +2y) (II)
-y = 2x -22 -3y | -2x +3y (I)
0 = x +14 +4y | -x -4y (II)
-2x +2y = -22 (I) -x -4y = 14 (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 = 14 | +4y
-x = 14 +4y |:(-1 )
x = -14 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = -22 (I) x = ( -14 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -14 -4y ) +2y = -22
28 +8y +2y = -22
10y +28 = -22 | -28
10y = -50 |:10
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 -4( -5 )

= -14 +20

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-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.:

1x +1y = ?

3x +5y = ?

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

1x +1y = -4 -1 = -5

3x +5y = -12 -5 = -17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +1y = -5

3x +5y = -17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -2y = -4 (I) 5x -3y = -1 (II)

Lösung einblenden
5x -2y = -4 (I) 5x -3y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = -4
-2y +5x = -4 | -5x
-2y = -4 -5x |:(-2 )
y = 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x -3 · ( 2 + 5 2 x ) = -1
5x -6 - 15 2 x = -1
- 5 2 x -6 = -1 |⋅ 2
2( - 5 2 x -6 ) = -2
-5x -12 = -2 | +12
-5x = 10 |:(-5 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 + 5 2 ( -2 )

= 2 -5

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1740 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1440 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 -2y = 1740 (I) 5x -2y = 1440 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -2y = 1740
-2y +6x = 1740 | -6x
-2y = 1740 -6x |:(-2 )
y = -870 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -870 +3x ) (I) 5x -2y = 1440 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -870 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -870 +3x ) = 1440
5x +1740 -6x = 1440
-x +1740 = 1440 | -1740
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -870 +3300

= -870 +900

= 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