Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -5y = 14 .

Bestimme y so, dass (-2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-2( -2 ) -5y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -2 ) -5y = 14
4 -5y = 14
-5y +4 = 14 | -4
-5y = 10 |:(-5 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-1)
denn 1⋅( - 4 ) -4( - 1 ) = -4 +4 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-2)
denn 1⋅( - 8 ) -4( - 2 ) = -8 +8 = 0

Oder : (0|0)
denn 1⋅0 -40 = 0 +0 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -3 (I) -3x -4y = 13 (II)

Lösung einblenden
-3x = -3 (I) -3x -4y = 13 (II)

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

-3x = -3 |:(-3 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

x = 1 (I) -3x -4y = 13 (II)

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

-3 · 1 -4y = 13
-3 -4y = 13
-4y -3 = 13 | +3
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 24 (I) -4x +y = 19 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 24 (I) -4x +y = 19 (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 = 19
y -4x = 19 | +4x
y = 19 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 24 (I) +y = ( 19 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 19 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( 19 +4x ) = 24
-4x -16x -76 = 24
-20x -76 = 24 | +76
-20x = 100 |:(-20 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 +4( -5 )

= 19 -20

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = -8 (I) -4x +5y = 36 (II)

Lösung einblenden
x -y = -8 (I) -4x +5y = 36 (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:

x - y = -8
-y + x = -8 | - x
-y = -8 - x |:(-1 )
y = 8 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 + x ) (I) -4x +5y = 36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( 8 + x ) = 36
-4x +5x +40 = 36
x +40 = 36 | -40
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 -4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
- 3 2 x -y = 5 (I) 1 2 x -2y = 3 (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:

- 3 2 x - y = 5
-y - 3 2 x = 5 |⋅ 2
2( -y - 3 2 x) = 10
-2y -3x = 10 | +3x
-2y = 10 +3x |:(-2 )
y = -5 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 2 x -2 · ( -5 - 3 2 x ) = 3
1 2 x +3x +10 = 3
7 2 x +10 = 3 |⋅ 2
2( 7 2 x +10 ) = 6
7x +20 = 6 | -20
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 - 3 2 ( -2 )

= -5 +3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 -4y = ?

1x +2y = ?

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

-1x -4y = -2 +8 = 6

1x +2y = 2 -4 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -4y = 6

1x +2y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +3y = -31 (I) -3x +5y = -25 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = -31 (I) -3x +5y = -25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = -31
3y -5x = -31 | +5x
3y = -31 +5x |:3
y = - 31 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 31 3 + 5 3 x ) (I) -3x +5y = -25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 31 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 5 · ( - 31 3 + 5 3 x ) = -25
-3x + 25 3 x - 155 3 = -25
16 3 x - 155 3 = -25 |⋅ 3
3( 16 3 x - 155 3 ) = -75
16x -155 = -75 | +155
16x = 80 |:16
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 31 3 + 5 3 5

= - 31 3 + 25 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 790 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1335 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 -2y = 790 (I) 5x -3y = 1335 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 790
-2y +3x = 790 | -3x
-2y = 790 -3x |:(-2 )
y = -395 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -395 + 3 2 x ) (I) 5x -3y = 1335 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -395 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -395 + 3 2 x ) = 1335
5x - 9 2 x +1185 = 1335
1 2 x +1185 = 1335 |⋅ 2
2( 1 2 x +1185 ) = 2670
x +2370 = 2670 | -2370
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -395 + 3 2 300

= -395 +450

= 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