Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 10 .

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

Lösung einblenden

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

-5x -51 = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x -51 = 10
-5x -5 = 10 | +5
-5x = 15 |:(-5 )
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +2y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|5)
denn 2⋅5 +25 = 10 +10 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|3)
denn 2⋅7 +23 = 14 +6 = 20

Oder : (3|7)
denn 2⋅3 +27 = 6 +14 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-y = -5 (I) 3x +y = 14 (II)

Lösung einblenden
-y = -5 (I) 3x +y = 14 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) 3x +y = 14 (II)

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

3x + 1 · 5 = 14
3x +5 = 14 | -5
3x = 9 |:3
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -4y = -24 (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

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = -24 (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:

-2 · ( -3 +3y ) -4y = -24
-6y +6 -4y = -24
-10y +6 = -24 | -6
-10y = -30 |:(-10 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 +33

= -3 +9

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -5y = 20 (I) 5x +3y = 28 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = 20 (I) 5x +3y = 28 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + x ) (I) 5x +3y = 28 (II)

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

5x + 3 · ( -4 + x ) = 28
5x +3x -12 = 28
8x -12 = 28 | +12
8x = 40 |:8
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x +2y = 7 (I) 1 2 x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
1 2 x +2y = 7 (I) 1 2 x -2y = -1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 2 x +2y = 7
2y + 1 2 x = 7 |⋅ 2
2( 2y + 1 2 x) = 14
4y + x = 14 | - x
4y = 14 - x |:4
y = 7 2 - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 - 1 4 x ) (I) 1 2 x -2y = -1 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 - 1 4 6

= 7 2 - 3 2

= 3,5 -1,5

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-2x -3y = ?

-3x -6y = ?

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

-2x -3y = -8 +15 = 7

-3x -6y = -12 +30 = 18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -3y = 7

-3x -6y = 18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -4 · ( 4 -2x ) = 14
2x +8x -16 = 14
10x -16 = 14 | +16
10x = 30 |:10
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -23

= 4 -6

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 300 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 510 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:

3x -5y = 300 (I) 4x -3y = 510 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 300
-5y +3x = 300 | -3x
-5y = 300 -3x |:(-5 )
y = -60 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -60 + 3 5 x ) (I) 4x -3y = 510 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -60 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -60 + 3 5 x ) = 510
4x - 9 5 x +180 = 510
11 5 x +180 = 510 |⋅ 5
5( 11 5 x +180 ) = 2550
11x +900 = 2550 | -900
11x = 1650 |:11
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -60 + 3 5 150

= -60 +90

= 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