Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -4y = -3 .

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

Lösung einblenden

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

51 -4y = -3

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

51 -4y = -3
5 -4y = -3
-4y +5 = -3 | -5
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (1|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|4)
denn -5⋅( - 2 ) -44 = 10 -16 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|9)
denn -5⋅( - 6 ) -49 = 30 -36 = -6

Oder : (2|-1)
denn -5⋅2 -4( - 1 ) = -10 +4 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = -30 (I) 3x = -18 (II)

Lösung einblenden
4x +y = -30 (I) 3x = -18 (II)

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

3x = -18 |:3
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = -30 (I) x = -6 (II)

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

4 · ( -6 ) + y = -30
-24 + y = -30
y -24 = -30 | +24
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -2 +2y ) -3y = -2
-4 +4y -3y = -2
y -4 = -2 | +4
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 +22

= -2 +4

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = -9 (I) -5x +y = -16 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = -9 (I) -5x +y = -16 (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 = -16
y -5x = -16 | +5x
y = -16 +5x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +3y = -9 (I) +y = ( -16 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -16 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 3 · ( -16 +5x ) = -9
-2x -48 +15x = -9
13x -48 = -9 | +48
13x = 39 |:13
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 +53

= -16 +15

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 3 x + 1 5 y = - 22 15 (I) 2 5 x +y = - 24 5 (II)

Lösung einblenden
1 3 x + 1 5 y = - 22 15 (I) 2 5 x +y = - 24 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:

2 5 x + y = - 24 5
y + 2 5 x = - 24 5 |⋅ 5
5( y + 2 5 x) = -24
5y +2x = -24 | -2x
5y = -24 -2x |:5
y = - 24 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

1 3 x + 1 5 y = - 22 15 (I) +y = ( - 24 5 - 2 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( - 24 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 3 x + 1 5 · ( - 24 5 - 2 5 x ) = - 22 15
1 3 x - 24 25 - 2 25 x = - 22 15
19 75 x - 24 25 = - 22 15 |⋅ 75
75( 19 75 x - 24 25 ) = -110
19x -72 = -110 | +72
19x = -38 |:19
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 24 5 - 2 5 ( -2 )

= - 24 5 + 4 5

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-2x -2y = ?

-6x -8y = ?

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

-2x -2y = 6 +2 = 8

-6x -8y = 18 +8 = 26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -2y = 8

-6x -8y = 26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +y = -8 (I) -4x -y = -16 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -8 (I) -4x -y = -16 (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 = -16
-y -4x = -16 | +4x
-y = -16 +4x |:(-1 )
y = 16 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -8 (I) +y = ( 16 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 16 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 1 · ( 16 -4x ) = -8
-2x +16 -4x = -8
-6x +16 = -8 | -16
-6x = -24 |:(-6 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 -44

= 16 -16

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 840 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1980 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 -2y = 840 (I) 7x -4y = 1980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 840
-2y +3x = 840 | -3x
-2y = 840 -3x |:(-2 )
y = -420 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -420 + 3 2 x ) (I) 7x -4y = 1980 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -420 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -420 + 3 2 x ) = 1980
7x +1680 -6x = 1980
x +1680 = 1980 | -1680
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -420 + 3 2 300

= -420 +450

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30