Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = -50 .

Bestimme y so, dass (7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 7 in die Gleichung ein und erhält:

-57 +5y = -50

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-57 +5y = -50
-35 +5y = -50
5y -35 = -50 | +35
5y = -15 |:5
y = -3

Die Lösung ist somit: (7|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-5)
denn 5⋅3 -2( - 5 ) = 15 +10 = 25

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-10)
denn 5⋅1 -2( - 10 ) = 5 +20 = 25

Oder : (5|0)
denn 5⋅5 -20 = 25 +0 = 25

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = 16 (I) -3x -3y = -3 (II)

Lösung einblenden
4x = 16 (I) -3x -3y = -3 (II)

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

4x = 16 |:4
x = 4

Als neues LGS erhält man so:

x = 4 (I) -3x -3y = -3 (II)

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

-3 · 4 -3y = -3
-12 -3y = -3
-3y -12 = -3 | +12
-3y = 9 |:(-3 )
y = -3

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|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 1 · ( 2 +3x ) = -4
3x +3x +2 = -4
6x +2 = -4 | -2
6x = -6 |:6
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +3( -1 )

= 2 -3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +5y = 30 (I) -4x -2y = -30 (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 +5y = 30 | -5y
x = 30 -5y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 30 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 30 -5y ) -2y = -30
20y -120 -2y = -30
18y -120 = -30 | +120
18y = 90 |:18
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 30 -55

= 30 -25

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 3 x - 1 5 y = 28 15 (I) 3 2 x -y = 9 (II)

Lösung einblenden
1 3 x - 1 5 y = 28 15 (I) 3 2 x -y = 9 (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:

3 2 x - y = 9
-y + 3 2 x = 9 |⋅ 2
2( -y + 3 2 x) = 18
-2y +3x = 18 | -3x
-2y = 18 -3x |:(-2 )
y = -9 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

1 3 x - 1 5 y = 28 15 (I) +y = ( -9 + 3 2 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -9 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 3 x - 1 5 · ( -9 + 3 2 x ) = 28 15
1 3 x - 3 10 x + 9 5 = 28 15
1 30 x + 9 5 = 28 15 |⋅ 30
30( 1 30 x + 9 5 ) = 56
x +54 = 56 | -54
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 + 3 2 2

= -9 +3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

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.:

1x -3y = ?

-2x +4y = ?

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

1x -3y = 3 +3 = 6

-2x +4y = -6 -4 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = 6

-2x +4y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +2y = 1 (I) -4x -5y = -6 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = 1 (I) -4x -5y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +2y = 1
2y +3x = 1 | -3x
2y = 1 -3x |:2
y = 1 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 - 3 2 x ) (I) -4x -5y = -6 (II)

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

-4x -5 · ( 1 2 - 3 2 x ) = -6
-4x + 15 2 x - 5 2 = -6
7 2 x - 5 2 = -6 |⋅ 2
2( 7 2 x - 5 2 ) = -12
7x -5 = -12 | +5
7x = -7 |:7
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 2 - 3 2 ( -1 )

= 1 2 + 3 2

= 0,5 +1,5

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 150 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:

6x -2y = 840 (I) 2x -5y = 150 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -2y = 840
-2y +6x = 840 | -6x
-2y = 840 -6x |:(-2 )
y = -420 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -420 +3x ) (I) 2x -5y = 150 (II)

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

2x -5 · ( -420 +3x ) = 150
2x -15x +2100 = 150
-13x +2100 = 150 | -2100
-13x = -1950 |:(-13 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -420 +3150

= -420 +450

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30