Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = -29 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

2( -7 ) -5y = -29

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -7 ) -5y = -29
-14 -5y = -29
-5y -14 = -29 | +14
-5y = -15 |:(-5 )
y = 3

Die Lösung ist somit: (-7|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|0)
denn -5⋅1 +20 = -5 +0 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|5)
denn -5⋅3 +25 = -15 +10 = -5

Oder : (-1|-5)
denn -5⋅( - 1 ) +2( - 5 ) = 5 -10 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = -8 (I) -x -y = -1 (II)

Lösung einblenden
2x = -8 (I) -x -y = -1 (II)

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

2x = -8 |:2
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -4 ) - y = -1
4 - y = -1
-y +4 = -1 | -4
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = 30 (I) x -4y = 27 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 30 (I) x -4y = 27 (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 -4y = 27 | +4y
x = 27 +4y

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = 30 (I) x = ( 27 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 27 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 27 +4y ) -4y = 30
8y +54 -4y = 30
4y +54 = 30 | -54
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 27 +4( -6 )

= 27 -24

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -y = 14 (I) x -4y = 18 (II)

Lösung einblenden
5x -y = 14 (I) x -4y = 18 (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 -4y = 18 | +4y
x = 18 +4y

Als neues LGS erhält man so:

5x -y = 14 (I) x = ( 18 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 18 +4y ) - y = 14
20y +90 - y = 14
19y +90 = 14 | -90
19y = -76 |:19
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +4( -4 )

= 18 -16

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

13 +6y = 5x +4y (I)
-x +7 = 4x -5 -3y (II)

Lösung einblenden

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

13 +6y = 5x +4y | -13 -5x -4y (I)
-x +7 = 4x -5 -3y | -7 -4x +3y (II)
-5x +2y = -13 (I) -5x +3y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = -13
2y -5x = -13 | +5x
2y = -13 +5x |:2
y = - 13 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 13 2 + 5 2 x ) (I) -5x +3y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 13 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( - 13 2 + 5 2 x ) = -12
-5x + 15 2 x - 39 2 = -12
5 2 x - 39 2 = -12 |⋅ 2
2( 5 2 x - 39 2 ) = -24
5x -39 = -24 | +39
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 13 2 + 5 2 3

= - 13 2 + 15 2

= -6,5 +7,5

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x +2y = ?

-2x +3y = ?

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

-5x +2y = 20 +6 = 26

-2x +3y = 8 +9 = 17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +2y = 26

-2x +3y = 17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -3 · ( 4 -4x ) = 4
4x +12x -12 = 4
16x -12 = 4 | +12
16x = 16 |:16
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -41

= 4 -4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 990 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 930 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:

7x -2y = 990 (I) 7x -4y = 930 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 990
-2y +7x = 990 | -7x
-2y = 990 -7x |:(-2 )
y = -495 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -495 + 7 2 x ) (I) 7x -4y = 930 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -495 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -495 + 7 2 x ) = 930
7x -14x +1980 = 930
-7x +1980 = 930 | -1980
-7x = -1050 |:(-7 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -495 + 7 2 150

= -495 +525

= 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