Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = -18 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

-41 +2y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-41 +2y = -18
-4 +2y = -18
2y -4 = -18 | +4
2y = -14 |:2
y = -7

Die Lösung ist somit: (1|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x - y = -13 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|1)
denn -4⋅3 -11 = -12 -1 = -13

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|5)
denn -4⋅2 -15 = -8 -5 = -13

Oder : (4|-3)
denn -4⋅4 -1( - 3 ) = -16 +3 = -13

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +2y = 20 (I) +4y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 20 (I) +4y = 4 (II)

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

4y = 4 |:4
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

-3x +2y = 20 (I) +y = 1 (II)

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

-3x + 2 · 1 = 20
-3x +2 = 20 | -2
-3x = 18 |:(-3 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x +y = -5 (I) x +2y = -3 (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 = -3 | -2y
x = -3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( -3 -2y ) + y = -5
-12 -8y + y = -5
-7y -12 = -5 | +12
-7y = 7 |:(-7 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 -2( -1 )

= -3 +2

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = -8 (I) -5x -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
x -y = -8 (I) -5x -2y = 12 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

x - y = -8
-y + x = -8 | - x
-y = -8 - x |:(-1 )
y = 8 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 + x ) (I) -5x -2y = 12 (II)

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

-5x -2 · ( 8 + x ) = 12
-5x -16 -2x = 12
-7x -16 = 12 | +16
-7x = 28 |:(-7 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x - 3 2 y = - 69 10 (I) 3 2 x - 3 5 y = - 3 2 (II)

Lösung einblenden
3 5 x - 3 2 y = - 69 10 (I) 3 2 x - 3 5 y = - 3 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 5 x - 3 2 y = - 69 10
- 3 2 y + 3 5 x = - 69 10 |⋅ 10
10( - 3 2 y + 3 5 x) = -69
-15y +6x = -69 | -6x
-15y = -69 -6x |:(-15 )
y = 23 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 5 + 2 5 x ) (I) 3 2 x - 3 5 y = - 3 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 2 x - 3 5 · ( 23 5 + 2 5 x ) = - 3 2
3 2 x - 69 25 - 6 25 x = - 3 2
63 50 x - 69 25 = - 3 2 |⋅ 50
50( 63 50 x - 69 25 ) = -75
63x -138 = -75 | +138
63x = 63 |:63
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 5 + 2 5 1

= 23 5 + 2 5

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-1x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-5x +4y = -5 -8 = -13

-1x +4y = -1 -8 = -9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +4y = -13

-1x +4y = -9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +2y = 28 (I) 4x +3y = -9 (II)

Lösung einblenden
-3x +2y = 28 (I) 4x +3y = -9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +2y = 28
2y -3x = 28 | +3x
2y = 28 +3x |:2
y = 14 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 14 + 3 2 x ) (I) 4x +3y = -9 (II)

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

4x + 3 · ( 14 + 3 2 x ) = -9
4x +42 + 9 2 x = -9
17 2 x +42 = -9 |⋅ 2
2( 17 2 x +42 ) = -18
17x +84 = -18 | -84
17x = -102 |:17
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 + 3 2 ( -6 )

= 14 -9

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

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 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1225 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) 5x -5y = 1225 (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) 5x -5y = 1225 (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:

5x -5 · ( -65 + 2 5 x ) = 1225
5x +325 -2x = 1225
3x +325 = 1225 | -325
3x = 900 |:3
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