Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = -16 .

Bestimme y so, dass (6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-46 +4y = -16

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-46 +4y = -16
-24 +4y = -16
4y -24 = -16 | +24
4y = 8 |:4
y = 2

Die Lösung ist somit: (6|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x - y = 11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|3)
denn -2⋅( - 7 ) -13 = 14 -3 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|5)
denn -2⋅( - 8 ) -15 = 16 -5 = 11

Oder : (-6|1)
denn -2⋅( - 6 ) -11 = 12 -1 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -1 (I) x = 3 (II)

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

3 · 3 -2y = -1
9 -2y = -1
-2y +9 = -1 | -9
-2y = -10 |:(-2 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = -4 (I) 3x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = -4 (I) 3x +2y = 14 (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:

-4x + y = -4
y -4x = -4 | +4x
y = -4 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 +4x ) (I) 3x +2y = 14 (II)

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

3x + 2 · ( -4 +4x ) = 14
3x +8x -8 = 14
11x -8 = 14 | +8
11x = 22 |:11
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +42

= -4 +8

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 7 (I) 4x +3y = -9 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 7 (I) 4x +3y = -9 (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 +4y = 7 | -4y
-x = 7 -4y |:(-1 )
x = -7 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -7 +4y ) (I) 4x +3y = -9 (II)

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

4 · ( -7 +4y ) +3y = -9
16y -28 +3y = -9
19y -28 = -9 | +28
19y = 19 |:19
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 +41

= -7 +4

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = 3x -11 - y (I)
-16 + y = 3( -x + y) (II)

Lösung einblenden

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

0 = 3x -11 - y (I)
-16 + y = 3( -x + y) (II)
0 = 3x -11 - y | -3x + y (I)
-16 + y = -3x +3y | + 16 +3x -3y (II)
-3x +y = -11 (I) 3x -2y = 16 (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 = -11
y -3x = -11 | +3x
y = -11 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 +3x ) (I) 3x -2y = 16 (II)

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

3x -2 · ( -11 +3x ) = 16
3x -6x +22 = 16
-3x +22 = 16 | -22
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 +32

= -11 +6

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x -3y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-5x -3y = 15 -12 = 3

-1x +1y = 3 +4 = 7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x -3y = 3

-1x +1y = 7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 2
-2y +4x = 2 | -4x
-2y = 2 -4x |:(-2 )
y = -1 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 +21

= -1 +2

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1110 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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 -3y = 1110 (I) 3x -5y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1110
-3y +4x = 1110 | -4x
-3y = 1110 -4x |:(-3 )
y = -370 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -370 + 4 3 x ) (I) 3x -5y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -370 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -370 + 4 3 x ) = 750
3x - 20 3 x +1850 = 750
- 11 3 x +1850 = 750 |⋅ 3
3( - 11 3 x +1850 ) = 2250
-11x +5550 = 2250 | -5550
-11x = -3300 |:(-11 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -370 + 4 3 300

= -370 +400

= 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