Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -31 .

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

Lösung einblenden

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

4( -6 ) - y = -31

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -6 ) - y = -31
-24 - y = -31
-y -24 = -31 | +24
-y = -7 |:(-1 )
y = 7

Die Lösung ist somit: (-6|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-6)
denn 4⋅7 +2( - 6 ) = 28 -12 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|-10)
denn 4⋅9 +2( - 10 ) = 36 -20 = 16

Oder : (5|-2)
denn 4⋅5 +2( - 2 ) = 20 -4 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -3y = -5 (I) -4x = 20 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -5 (I) -4x = 20 (II)

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

-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = -5 (I) x = -5 (II)

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

4 · ( -5 ) -3y = -5
-20 -3y = -5
-3y -20 = -5 | +20
-3y = 15 |:(-3 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 12 (I) x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 12 (I) x +y = 0 (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:

x + y = 0
y + x = 0 | - x
y = -x

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 12 (I) +y = - x (II)

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

x + 3 · ( -x ) = 12
x -3x = 12
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -( -6 )

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +4y = 1 (I) -3x -4y = -7 (II)

Lösung einblenden
5x +4y = 1 (I) -3x -4y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +4y = 1
4y +5x = 1 | -5x
4y = 1 -5x |:4
y = 1 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 4 - 5 4 x ) (I) -3x -4y = -7 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 4 - 5 4 ( -3 )

= 1 4 + 15 4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3( x -1 )+2y = 0 (I)
x +28 +5y = 3 (II)

Lösung einblenden

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

3( x -1 )+2y = 0 (I)
x +28 +5y = 3 (II)
3x -3 +2y = 0 | + 3 (I)
x +28 +5y = 3 | -28 (II)
3x +2y = 3 (I) x +5y = -25 (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 +5y = -25 | -5y
x = -25 -5y

Als neues LGS erhält man so:

3x +2y = 3 (I) x = ( -25 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -25 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -25 -5y ) +2y = 3
-15y -75 +2y = 3
-13y -75 = 3 | +75
-13y = 78 |:(-13 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -25 -5( -6 )

= -25 +30

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = -2 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 -5y = ?

-2x +11y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

1x -5y = 5 +10 = 15

-2x +11y = -10 -22 = -32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = 15

-2x +11y = -32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -4y = -1 (I) -2x +8y = 5 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -1 (I) -2x +8y = 5 (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 = -1 | +4y
x = -1 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -1 +4y ) (I) -2x +8y = 5 (II)

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

-2 · ( -1 +4y ) +8y = 5
-8y +2 +8y = 5
2 = 5 | -2
0 = 3

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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 980 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1280 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 -4y = 980 (I) 5x -4y = 1280 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 980
-4y +4x = 980 | -4x
-4y = 980 -4x |:(-4 )
y = -245 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -245 + x ) (I) 5x -4y = 1280 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -245 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -245 + x ) = 1280
5x -4x +980 = 1280
x +980 = 1280 | -980
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -245 +300

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55