Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -5y = 4 .

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

Lösung einblenden

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

22 -5y = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

22 -5y = 4
4 -5y = 4
-5y +4 = 4 | -4
-5y = 0 |:(-5 )
y = 0

Die Lösung ist somit: (2|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|3)
denn 4⋅1 -53 = 4 -15 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-1)
denn 4⋅( - 4 ) -5( - 1 ) = -16 +5 = -11

Oder : (6|7)
denn 4⋅6 -57 = 24 -35 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = -16 (I) -x +2y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4y = -16 (I) -x +2y = 3 (II)

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

-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 2 · 4 = 3
-x +8 = 3 | -8
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 3 (I) -x -2y = 1 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 3 (I) -x -2y = 1 (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 -2y = 1 | +2y
-x = 1 +2y |:(-1 )
x = -1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 3 (I) x = ( -1 -2y ) (II)

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

4 · ( -1 -2y ) + y = 3
-8y -4 + y = 3
-7y -4 = 3 | +4
-7y = 7 |:(-7 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -2( -1 )

= -1 +2

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
5x -2y = 8 (I) -5x +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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x -2 · ( -4 +5x ) = 8
5x -10x +8 = 8
-5x +8 = 8 | -8
-5x = 0 |:(-5 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +5( 0 )

= -4 +0

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 2 x + 3 5 y = 48 5 (I) 1 4 x +y = - 1 2 (II)

Lösung einblenden
- 3 2 x + 3 5 y = 48 5 (I) 1 4 x +y = - 1 2 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

- 3 2 x + 3 5 y = 48 5 (I) +y = ( - 1 2 - 1 4 x ) (II)

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

- 3 2 x + 3 5 · ( - 1 2 - 1 4 x ) = 48 5
- 3 2 x - 3 20 x - 3 10 = 48 5
- 33 20 x - 3 10 = 48 5 |⋅ 20
20( - 33 20 x - 3 10 ) = 192
-33x -6 = 192 | +6
-33x = 198 |:(-33 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 2 - 1 4 ( -6 )

= - 1 2 + 3 2

= -0,5 +1,5

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

1x -5y = ?

-3x +18y = ?

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

1x -5y = -5 -25 = -30

-3x +18y = 15 +90 = 105

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = -30

-3x +18y = 105

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +y = 7 (I) 5x -5y = 25 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 7 (I) 5x -5y = 25 (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 = 7
y +2x = 7 | -2x
y = 7 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 -2x ) (I) 5x -5y = 25 (II)

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

5x -5 · ( 7 -2x ) = 25
5x +10x -35 = 25
15x -35 = 25 | +35
15x = 60 |:15
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -24

= 7 -8

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

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 1060 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 725 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 = 1060 (I) 3x -5y = 725 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1060
-4y +4x = 1060 | -4x
-4y = 1060 -4x |:(-4 )
y = -265 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -265 + x ) (I) 3x -5y = 725 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -265 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -265 + x ) = 725
3x -5x +1325 = 725
-2x +1325 = 725 | -1325
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -265 +300

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35