Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-2x -22 = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x -22 = 4
-2x -4 = 4 | +4
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = 19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|7)
denn -4⋅( - 3 ) +17 = 12 +7 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|11)
denn -4⋅( - 2 ) +111 = 8 +11 = 19

Oder : (-4|3)
denn -4⋅( - 4 ) +13 = 16 +3 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = -20 (I) x -2y = 5 (II)

Lösung einblenden
+4y = -20 (I) x -2y = 5 (II)

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

4y = -20 |:4
y = -5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -2 · ( -5 ) = 5
x +10 = 5 | -10
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = -16 (I) 4x +y = -26 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -16 (I) 4x +y = -26 (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 = -26
y +4x = -26 | -4x
y = -26 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -16 (I) +y = ( -26 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -26 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( -26 -4x ) = -16
2x -52 -8x = -16
-6x -52 = -16 | +52
-6x = 36 |:(-6 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -26 -4( -6 )

= -26 +24

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 16 (I) 3x -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 16 (I) 3x -3y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 16
2y +2x = 16 | -2x
2y = 16 -2x |:2
y = 8 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 - x ) (I) 3x -3y = -6 (II)

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

3x -3 · ( 8 - x ) = -6
3x -24 +3x = -6
6x -24 = -6 | +24
6x = 18 |:6
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 - 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x + y = 6 (I)
-4 -3y = -x -6y (II)

Lösung einblenden

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

5x + y = 6 (I)
-4 -3y = -x -6y | + 4 + x +6y (II)
5x +y = 6 (I) x +3y = 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 +3y = 4 | -3y
x = 4 -3y

Als neues LGS erhält man so:

5x +y = 6 (I) x = ( 4 -3y ) (II)

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

5 · ( 4 -3y ) + y = 6
20 -15y + y = 6
-14y +20 = 6 | -20
-14y = -14 |:(-14 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -31

= 4 -3

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-2x +3y = ?

-6x +12y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-2x +3y = 2 +9 = 11

-6x +12y = 6 +36 = 42

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +3y = 11

-6x +12y = 42

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +4y = -19 (I) 4x +2y = -4 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -19 (I) 4x +2y = -4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = -19
4y -3x = -19 | +3x
4y = -19 +3x |:4
y = - 19 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 4 + 3 4 x ) (I) 4x +2y = -4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( - 19 4 + 3 4 x ) = -4
4x - 19 2 + 3 2 x = -4
11 2 x - 19 2 = -4 |⋅ 2
2( 11 2 x - 19 2 ) = -8
11x -19 = -8 | +19
11x = 11 |:11
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 4 + 3 4 1

= - 19 4 + 3 4

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1880 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 925 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:

7x -4y = 1880 (I) 4x -5y = 925 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 1880
-4y +7x = 1880 | -7x
-4y = 1880 -7x |:(-4 )
y = -470 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -470 + 7 4 x ) (I) 4x -5y = 925 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -470 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -470 + 7 4 x ) = 925
4x +2350 - 35 4 x = 925
- 19 4 x +2350 = 925 |⋅ 4
4( - 19 4 x +2350 ) = 3700
-19x +9400 = 3700 | -9400
-19x = -5700 |:(-19 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -470 + 7 4 300

= -470 +525

= 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