Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -2y = -14 .

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

Lösung einblenden

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

20 -2y = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

20 -2y = -14
-2y = -14 |:(-2 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (0|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = -17 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|5)
denn 1⋅3 -45 = 3 -20 = -17

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|4)
denn 1⋅( - 1 ) -44 = -1 -16 = -17

Oder : (7|6)
denn 1⋅7 -46 = 7 -24 = -17

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

2y = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 1 · 4 = -4
4x +4 = -4 | -4
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 7 (I) -2x -3y = -10 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 7 (I) -2x -3y = -10 (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 = 7 | -2y
x = 7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 -2y ) (I) -2x -3y = -10 (II)

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

-2 · ( 7 -2y ) -3y = -10
-14 +4y -3y = -10
y -14 = -10 | +14
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -24

= 7 -8

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 12 (I) -3x -2y = -7 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 12 (I) -3x -2y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 12
2y +4x = 12 | -4x
2y = 12 -4x |:2
y = 6 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 6 -2x ) (I) -3x -2y = -7 (II)

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

-3x -2 · ( 6 -2x ) = -7
-3x -12 +4x = -7
x -12 = -7 | +12
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6 -25

= 6 -10

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +1 = y (I)
5( x +1 )+5y = 8y (II)

Lösung einblenden

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

x +1 = y (I)
5( x +1 )+5y = 8y (II)
x +1 = y | -1 - y (I)
5x +5 +5y = 8y | -5 -8y (II)
x -y = -1 (I) 5x -3y = -5 (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 = -1
-y + x = -1 | - x
-y = -1 - x |:(-1 )
y = 1 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 und y = 5 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 -5y = ?

-1x -6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-2x -5y = 2 -25 = -23

-1x -6y = 1 -30 = -29

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -5y = -23

-1x -6y = -29

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -5y = -18 (I) -4x +3y = 16 (II)

Lösung einblenden
-2x -5y = -18 (I) -4x +3y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -5y = -18
-5y -2x = -18 | +2x
-5y = -18 +2x |:(-5 )
y = 18 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 5 - 2 5 x ) (I) -4x +3y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 18 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 3 · ( 18 5 - 2 5 x ) = 16
-4x + 54 5 - 6 5 x = 16
- 26 5 x + 54 5 = 16 |⋅ 5
5( - 26 5 x + 54 5 ) = 80
-26x +54 = 80 | -54
-26x = 26 |:(-26 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 5 - 2 5 ( -1 )

= 18 5 + 2 5

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 1395 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 460 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:

5x -3y = 1395 (I) 2x -4y = 460 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 1395
-3y +5x = 1395 | -5x
-3y = 1395 -5x |:(-3 )
y = -465 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -465 + 5 3 x ) (I) 2x -4y = 460 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -465 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -465 + 5 3 x ) = 460
2x +1860 - 20 3 x = 460
- 14 3 x +1860 = 460 |⋅ 3
3( - 14 3 x +1860 ) = 1380
-14x +5580 = 1380 | -5580
-14x = -4200 |:(-14 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -465 + 5 3 300

= -465 +500

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35