Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = -7 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

-x +50 = -7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +50 = -7
-x = -7 |:(-1 )
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 25 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|5)
denn 5⋅2 +35 = 10 +15 = 25

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|0)
denn 5⋅5 +30 = 25 +0 = 25

Oder : (-1|10)
denn 5⋅( - 1 ) +310 = -5 +30 = 25

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = -6 (I) -3x +2y = 0 (II)

Lösung einblenden
3x = -6 (I) -3x +2y = 0 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = -6 |:3
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -2 ) +2y = 0
6 +2y = 0
2y +6 = 0 | -6
2y = -6 |:2
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( 4 +2y ) -4y = 20
16 +8y -4y = 20
4y +16 = 20 | -16
4y = 4 |:4
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +21

= 4 +2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x -y = 11 (I) 5x +y = 5 (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 = 5
y +5x = 5 | -5x
y = 5 -5x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -1 · ( 5 -5x ) = 11
3x -5 +5x = 11
8x -5 = 11 | +5
8x = 16 |:8
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -52

= 5 -10

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 2 x - 1 4 y = - 3 2 (I) - 2 3 x +y = - 14 3 (II)

Lösung einblenden
- 1 2 x - 1 4 y = - 3 2 (I) - 2 3 x +y = - 14 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:

- 2 3 x + y = - 14 3
y - 2 3 x = - 14 3 |⋅ 3
3( y - 2 3 x) = -14
3y -2x = -14 | +2x
3y = -14 +2x |:3
y = - 14 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 2 x - 1 4 y = - 3 2 (I) +y = ( - 14 3 + 2 3 x ) (II)

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

- 1 2 x - 1 4 · ( - 14 3 + 2 3 x ) = - 3 2
- 1 2 x + 7 6 - 1 6 x = - 3 2
- 2 3 x + 7 6 = - 3 2 |⋅ 6
6( - 2 3 x + 7 6 ) = -9
-4x +7 = -9 | -7
-4x = -16 |:(-4 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 14 3 + 2 3 4

= - 14 3 + 8 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 -3y = ?

1x +5y = ?

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

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

1x +5y = 1 +5 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -3y = -4

1x +5y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -3y = -15 (I) -5x +5y = -10 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -15 (I) -5x +5y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -15
-3y -4x = -15 | +4x
-3y = -15 +4x |:(-3 )
y = 5 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 - 4 3 x ) (I) -5x +5y = -10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 5 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 5 · ( 5 - 4 3 x ) = -10
-5x +25 - 20 3 x = -10
- 35 3 x +25 = -10 |⋅ 3
3( - 35 3 x +25 ) = -30
-35x +75 = -30 | -75
-35x = -105 |:(-35 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 - 4 3 3

= 5 -4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 120 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 570 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 -4y = 120 (I) 5x -4y = 570 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 120
-4y +2x = 120 | -2x
-4y = 120 -2x |:(-4 )
y = -30 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 + 1 2 x ) (I) 5x -4y = 570 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -30 + 1 2 x ) = 570
5x +120 -2x = 570
3x +120 = 570 | -120
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 + 1 2 150

= -30 +75

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45