Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-( -6 ) +2y = -6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -6 ) +2y = -6
6 +2y = -6
2y +6 = -6 | -6
2y = -12 |:2
y = -6

Die Lösung ist somit: (-6|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|2)
denn 3⋅2 -32 = 6 -6 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-1)
denn 3⋅( - 1 ) -3( - 1 ) = -3 +3 = 0

Oder : (5|5)
denn 3⋅5 -35 = 15 -15 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = -4 (I) -2x +4y = 0 (II)

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

-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -2x +4y = 0 (II)

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

-2 · 4 +4y = 0
-8 +4y = 0
4y -8 = 0 | +8
4y = 8 |:4
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 17 (I) -3x +2y = -3 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 17 (I) -3x +2y = -3 (II)

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

x +2y = 17 | -2y
x = 17 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 17 -2y ) (I) -3x +2y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 17 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 17 -2y ) +2y = -3
-51 +6y +2y = -3
8y -51 = -3 | +51
8y = 48 |:8
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -26

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -3y = -7 (I) 3x -y = -1 (II)

Lösung einblenden
5x -3y = -7 (I) 3x -y = -1 (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:

3x - y = -1
-y +3x = -1 | -3x
-y = -1 -3x |:(-1 )
y = 1 +3x

Als neues LGS erhält man so:

5x -3y = -7 (I) +y = ( 1 +3x ) (II)

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

5x -3 · ( 1 +3x ) = -7
5x -3 -9x = -7
-4x -3 = -7 | +3
-4x = -4 |:(-4 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 +31

= 1 +3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( 1 + y) = -5x -2y (I)
0 = 2( x -8 )-4y (II)

Lösung einblenden

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

2( 1 + y) = -5x -2y (I)
0 = 2( x -8 )-4y (II)
2 +2y = -5x -2y | -2 +5x +2y (I)
0 = 2x -16 -4y | -2x +4y (II)
5x +4y = -2 (I) -2x +4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = -2
4y +5x = -2 | -5x
4y = -2 -5x |:4
y = - 1 2 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 5 4 x ) (I) -2x +4y = -16 (II)

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

-2x + 4 · ( - 1 2 - 5 4 x ) = -16
-2x -2 -5x = -16
-7x -2 = -16 | +2
-7x = -14 |:(-7 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 2 - 5 4 2

= - 1 2 - 5 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

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 -5y = ?

-2x -9y = ?

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

-1x -5y = 1 +5 = 6

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = 6

-2x -9y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -4y = 8 (I) -3x +2y = -3 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = 8 (I) -3x +2y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 2 · ( -2 + x ) = -3
-3x -4 +2x = -3
-x -4 = -3 | +4
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 -1

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 330 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 520 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:

3x -3y = 330 (I) 4x -2y = 520 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 330
-3y +3x = 330 | -3x
-3y = 330 -3x |:(-3 )
y = -110 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -110 + x ) (I) 4x -2y = 520 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -110 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -110 + x ) = 520
4x +220 -2x = 520
2x +220 = 520 | -220
2x = 300 |:2
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -110 +150

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40