Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -2y = -30 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

4x -25 = -30

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -25 = -30
4x -10 = -30 | +10
4x = -20 |:4
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-5)
denn 5⋅( - 5 ) +5( - 5 ) = -25 -25 = -50

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-10)
denn 5⋅0 +5( - 10 ) = 0 -50 = -50

Oder : (-10|0)
denn 5⋅( - 10 ) +50 = -50 +0 = -50

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = -26 (I) -3x = 6 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = -26 (I) -3x = 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:

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

Als neues LGS erhält man so:

3x +4y = -26 (I) x = -2 (II)

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

3 · ( -2 ) +4y = -26
-6 +4y = -26
4y -6 = -26 | +6
4y = -20 |:4
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -6 (I) -4x -4y = 16 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -6 (I) -4x -4y = 16 (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 +3y = -6 | -3y
x = -6 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -6 -3y ) (I) -4x -4y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -6 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -6 -3y ) -4y = 16
12y +24 -4y = 16
8y +24 = 16 | -24
8y = -8 |:8
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -3( -1 )

= -6 +3

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -3y = 6 (I) 3x -2y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x -3y = 6 (I) 3x -2y = 9 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · ( -2 - x ) = 9
3x +2x +4 = 9
5x +4 = 9 | -4
5x = 5 |:5
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 - 1

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x = 6( x -3 )+2y (I)
0 = -x -24 -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:

x = 6( x -3 )+2y (I)
0 = -x -24 -5y (II)
x = 6x -18 +2y | -6x -2y (I)
0 = -x -24 -5y | + x +5y (II)
-5x -2y = -18 (I) x +5y = -24 (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 = -24 | -5y
x = -24 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -2y = -18 (I) x = ( -24 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -24 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -24 -5y ) -2y = -18
25y +120 -2y = -18
23y +120 = -18 | -120
23y = -138 |:23
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 -5( -6 )

= -24 +30

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -3 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 -2y = ?

-4x -10y = ?

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

-1x -2y = -3 +6 = 3

-4x -10y = -12 +30 = 18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = 3

-4x -10y = 18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +4y = -12 (I) -4x +y = -15 (II)

Lösung einblenden
-4x +4y = -12 (I) -4x +y = -15 (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:

-4x + y = -15
y -4x = -15 | +4x
y = -15 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = -12 (I) +y = ( -15 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -15 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 4 · ( -15 +4x ) = -12
-4x +16x -60 = -12
12x -60 = -12 | +60
12x = 48 |:12
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 +44

= -15 +16

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

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 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 300 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) 3x -5y = 300 (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) 3x -5y = 300 (II)

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

3x -5 · ( -420 +3x ) = 300
3x -15x +2100 = 300
-12x +2100 = 300 | -2100
-12x = -1800 |:(-12 )
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