Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -28 .

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

Lösung einblenden

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

3( -1 ) -5y = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -1 ) -5y = -28
-3 -5y = -28
-5y -3 = -28 | +3
-5y = -25 |:(-5 )
y = 5

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|5)
denn -4⋅( - 4 ) -45 = 16 -20 = -4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|9)
denn -4⋅( - 8 ) -49 = 32 -36 = -4

Oder : (0|1)
denn -4⋅0 -41 = 0 -4 = -4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = -24 (I) +3y = 9 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = -24 (I) +3y = 9 (II)

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

3y = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = -24 (I) +y = 3 (II)

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

2x -4 · 3 = -24
2x -12 = -24 | +12
2x = -12 |:2
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 9 (I) -2x +4y = 6 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 9 (I) -2x +4y = 6 (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 = 9 | -2y
x = 9 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -2y ) (I) -2x +4y = 6 (II)

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

-2 · ( 9 -2y ) +4y = 6
4y -18 +4y = 6
8y -18 = 6 | +18
8y = 24 |:8
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -23

= 9 -6

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +3y = 3 (I) -x +3y = -3 (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 = -3 | -3y
-x = -3 -3y |:(-1 )
x = 3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( 3 +3y ) +3y = 3
3y +3 +3y = 3
6y +3 = 3 | -3
6y = 0 |:6
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 +30

= 3 +0

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4y = 4( x -6 ) (I)
-x +24 = x -5y (II)

Lösung einblenden

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

4y = 4( x -6 ) (I)
-x +24 = x -5y (II)
4y = 4x -24 | -4x (I)
-x +24 = x -5y | -24 - x +5y (II)
-4x +4y = -24 (I) -2x +5y = -24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +4y = -24
4y -4x = -24 | +4x
4y = -24 +4x |:4
y = -6 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 + x ) (I) -2x +5y = -24 (II)

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

-2x + 5 · ( -6 + x ) = -24
-2x +5x -30 = -24
3x -30 = -24 | +30
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 +2

= -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 = -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.:

-3x +5y = ?

1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-3x +5y = 9 -25 = -16

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +5y = -16

1x +1y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +5y = 17 (I) x -4y = -10 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 17 (I) x -4y = -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 -4y = -10 | +4y
x = -10 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x +5y = 17 (I) x = ( -10 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -10 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -10 +4y ) +5y = 17
4y -10 +5y = 17
9y -10 = 17 | +10
9y = 27 |:9
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +43

= -10 +12

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 890 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 930 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:

7x -4y = 890 (I) 7x -3y = 930 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 890
-4y +7x = 890 | -7x
-4y = 890 -7x |:(-4 )
y = - 445 2 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 445 2 + 7 4 x ) (I) 7x -3y = 930 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 445 2 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( - 445 2 + 7 4 x ) = 930
7x - 21 4 x + 1335 2 = 930
7 4 x + 1335 2 = 930 |⋅ 4
4( 7 4 x + 1335 2 ) = 3720
7x +2670 = 3720 | -2670
7x = 1050 |:7
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 445 2 + 7 4 150

= - 445 2 + 525 2

= -222,5 +262,5

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