Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-45 -5y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-45 -5y = -5
-20 -5y = -5
-5y -20 = -5 | +20
-5y = 15 |:(-5 )
y = -3

Die Lösung ist somit: (5|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = 16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-4)
denn -4⋅( - 2 ) -2( - 4 ) = 8 +8 = 16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|0)
denn -4⋅( - 4 ) -20 = 16 +0 = 16

Oder : (0|-8)
denn -4⋅0 -2( - 8 ) = 0 +16 = 16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = -6 (I) -x -y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x = -6 (I) -x -y = -8 (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 = -6 |:(-3 )
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · 2 - y = -8
-2 - y = -8
-y -2 = -8 | +2
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

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|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = -4 (I) 4x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -4 (I) 4x +y = 10 (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 = 10
y +4x = 10 | -4x
y = 10 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = -4 (I) +y = ( 10 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 1 · ( 10 -4x ) = -4
-3x -4x +10 = -4
-7x +10 = -4 | -10
-7x = -14 |:(-7 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -42

= 10 -8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +5y = 20 (I) -2x -2y = 0 (II)

Lösung einblenden
x +5y = 20 (I) -2x -2y = 0 (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 +5y = 20 | -5y
x = 20 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 20 -5y ) (I) -2x -2y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 20 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 20 -5y ) -2y = 0
10y -40 -2y = 0
8y -40 = 0 | +40
8y = 40 |:8
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 20 -55

= 20 -25

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4( -x + y) = -48 (I)
4( 3 + y) = 3x +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:

4( -x + y) = -48 (I)
4( 3 + y) = 3x +5y (II)
-4x +4y = -48 (I)
12 +4y = 3x +5y | -12 -3x -5y (II)
-4x +4y = -48 (I) -3x -y = -12 (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:

-3x - y = -12
-y -3x = -12 | +3x
-y = -12 +3x |:(-1 )
y = 12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +4y = -48 (I) +y = ( 12 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 12 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 4 · ( 12 -3x ) = -48
-4x -12x +48 = -48
-16x +48 = -48 | -48
-16x = -96 |:(-16 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -36

= 12 -18

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

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 +4y = ?

-7x +5y = ?

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

-5x +4y = -20 +12 = -8

-7x +5y = -28 +15 = -13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +4y = -8

-7x +5y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -5y = -19 (I) -3x -2y = 20 (II)

Lösung einblenden
4x -5y = -19 (I) -3x -2y = 20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -5y = -19
-5y +4x = -19 | -4x
-5y = -19 -4x |:(-5 )
y = 19 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 5 + 4 5 x ) (I) -3x -2y = 20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 19 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( 19 5 + 4 5 x ) = 20
-3x - 8 5 x - 38 5 = 20
- 23 5 x - 38 5 = 20 |⋅ 5
5( - 23 5 x - 38 5 ) = 100
-23x -38 = 100 | +38
-23x = 138 |:(-23 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 5 + 4 5 ( -6 )

= 19 5 - 24 5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

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 2040 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 1 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2070 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 = 2040 (I) 7x -y = 2070 (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:

7x - y = 2070
-y +7x = 2070 | -7x
-y = 2070 -7x |:(-1 )
y = -2070 +7x

Als neues LGS erhält man so:

7x -2y = 2040 (I) +y = ( -2070 +7x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -2070 +7x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -2070 +7x ) = 2040
7x -14x +4140 = 2040
-7x +4140 = 2040 | -4140
-7x = -2100 |:(-7 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2070 +7300

= -2070 +2100

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30