Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -3 in die Gleichung ein und erhält:

x + ( -3 ) = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x + ( -3 ) = -5
x -3 = -5 | +3
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = -18 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn -5⋅6 -4( - 3 ) = -30 +12 = -18

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (2|2)
denn -5⋅2 -42 = -10 -8 = -18

Oder : (10|-8)
denn -5⋅10 -4( - 8 ) = -50 +32 = -18

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -y = 22 (I) x = 6 (II)

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung ja schon das x gegeben ist.

x = 6


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

3 · 6 - y = 22
18 - y = 22
-y +18 = 22 | -18
-y = 4 |:(-1 )
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -16 (I) 3x +y = 17 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -16 (I) 3x +y = 17 (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 = 17
y +3x = 17 | -3x
y = 17 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -16 (I) +y = ( 17 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -4 · ( 17 -3x ) = -16
x +12x -68 = -16
13x -68 = -16 | +68
13x = 52 |:13
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 -34

= 17 -12

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +2y = 16 (I) -x -3y = 10 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = 16 (I) -x -3y = 10 (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 = 10 | +3y
-x = 10 +3y |:(-1 )
x = -10 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-5x +2y = 16 (I) x = ( -10 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -10 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -10 -3y ) +2y = 16
15y +50 +2y = 16
17y +50 = 16 | -50
17y = -34 |:17
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -3( -2 )

= -10 +6

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 1 (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 10 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 1 (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 10 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -3x ) (I) 1 2 x + 2 5 y = 11 10 (II)

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

1 2 x + 2 5 · ( 1 -3x ) = 11 10
1 2 x - 6 5 x + 2 5 = 11 10
- 7 10 x + 2 5 = 11 10 |⋅ 10
10( - 7 10 x + 2 5 ) = 11
-7x +4 = 11 | -4
-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 -3( -1 )

= 1 +3

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-3x +1y = ?

1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

-3x +1y = -15 -4 = -19

1x +2y = 5 -8 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = -19

1x +2y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

12x -16y = 11 (I) -3x +4y = -3 (II)

Lösung einblenden
12x -16y = 11 (I) -3x +4y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

12x -16y = 11
-16y +12x = 11 | -12x
-16y = 11 -12x |:(-16 )
y = - 11 16 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 11 16 + 3 4 x ) (I) -3x +4y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 11 16 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( - 11 16 + 3 4 x ) = -3
-3x +3x - 11 4 = -3
- 11 4 = -3 | + 11 4
0 = - 1 4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 325 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 830 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:

4x -5y = 325 (I) 7x -4y = 830 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = 325
-5y +4x = 325 | -4x
-5y = 325 -4x |:(-5 )
y = -65 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -65 + 4 5 x ) (I) 7x -4y = 830 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -65 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -65 + 4 5 x ) = 830
7x - 16 5 x +260 = 830
19 5 x +260 = 830 |⋅ 5
5( 19 5 x +260 ) = 4150
19x +1300 = 4150 | -1300
19x = 2850 |:19
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -65 + 4 5 150

= -65 +120

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55