Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 8 .

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

Lösung einblenden

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

4x +47 = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +47 = 8
4x +28 = 8 | -28
4x = -20 |:4
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -3y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|4)
denn -1⋅4 -34 = -4 -12 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|5)
denn -1⋅1 -35 = -1 -15 = -16

Oder : (7|3)
denn -1⋅7 -33 = -7 -9 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = -12 (I) -y = 2 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = -12 (I) -y = 2 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-y = 2 |:(-1 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = -12 (I) +y = -2 (II)

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

4x + 4 · ( -2 ) = -12
4x -8 = -12 | +8
4x = -4 |:4
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = 24 (I) 3x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = 24 (I) 3x +y = -8 (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 = -8
y +3x = -8 | -3x
y = -8 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = 24 (I) +y = ( -8 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -8 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( -8 -3x ) = 24
-4x -6x -16 = 24
-10x -16 = 24 | +16
-10x = 40 |:(-10 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 -3( -4 )

= -8 +12

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -33 (I) -5x -2y = -24 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -33 (I) -5x -2y = -24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -33
3y -4x = -33 | +4x
3y = -33 +4x |:3
y = -11 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -11 + 4 3 x ) (I) -5x -2y = -24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -11 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -2 · ( -11 + 4 3 x ) = -24
-5x - 8 3 x +22 = -24
- 23 3 x +22 = -24 |⋅ 3
3( - 23 3 x +22 ) = -72
-23x +66 = -72 | -66
-23x = -138 |:(-23 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 + 4 3 6

= -11 +8

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 4 x - 1 2 y = 3 2 (I) - 1 3 x - 1 3 y = 0 (II)

Lösung einblenden
- 1 4 x - 1 2 y = 3 2 (I) - 1 3 x - 1 3 y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 4 x - 1 2 y = 3 2
- 1 2 y - 1 4 x = 3 2 |⋅ 4
4( - 1 2 y - 1 4 x) = 6
-2y - x = 6 | + x
-2y = 6 + x |:(-2 )
y = -3 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -3 - 1 2 x ) (I) - 1 3 x - 1 3 y = 0 (II)

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

- 1 3 x - 1 3 · ( -3 - 1 2 x ) = 0
- 1 3 x + 1 6 x +1 = 0
- 1 6 x +1 = 0 |⋅ 6
6( - 1 6 x +1 ) = 0
-x +6 = 0 | -6
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - 1 2 6

= -3 -3

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = -1 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 -1y = ?

-2x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

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

-2x +5y = 4 -5 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -1y = -1

-2x +5y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +4y = 29 (I) -5x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 29 (I) -5x -4y = 1 (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 +4y = 29 | -4y
-x = 29 -4y |:(-1 )
x = -29 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -29 +4y ) (I) -5x -4y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -29 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( -29 +4y ) -4y = 1
-20y +145 -4y = 1
-24y +145 = 1 | -145
-24y = -144 |:(-24 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -29 +46

= -29 +24

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 1600 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 700 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:

6x -5y = 1600 (I) 3x -5y = 700 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 1600
-5y +6x = 1600 | -6x
-5y = 1600 -6x |:(-5 )
y = -320 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -320 + 6 5 x ) (I) 3x -5y = 700 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -320 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -320 + 6 5 x ) = 700
3x -6x +1600 = 700
-3x +1600 = 700 | -1600
-3x = -900 |:(-3 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -320 + 6 5 300

= -320 +360

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40