Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = 17 .

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

Lösung einblenden

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

3x -4( -5 ) = 17

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -4( -5 ) = 17
3x +20 = 17 | -20
3x = -3 |:3
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x - y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|0)
denn 1⋅( - 6 ) -10 = -6 +0 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-1)
denn 1⋅( - 7 ) -1( - 1 ) = -7 +1 = -6

Oder : (-5|1)
denn 1⋅( - 5 ) -11 = -5 -1 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 4 (I) x -4y = -14 (II)

Lösung einblenden
2x = 4 (I) x -4y = -14 (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 = 4 |:2
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

x = 2 (I) x -4y = -14 (II)

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

1 · 2 -4y = -14
2 -4y = -14
-4y +2 = -14 | -2
-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 3 (I) -x -3y = 21 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 3 (I) -x -3y = 21 (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 -3y = 21 | +3y
-x = 21 +3y |:(-1 )
x = -21 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 3 (I) x = ( -21 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -21 -3y ) + y = 3
9y +63 + y = 3
10y +63 = 3 | -63
10y = -60 |:10
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 -3( -6 )

= -21 +18

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -4y = 1 (I) -3x +4y = 7 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = 1 (I) -3x +4y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 4 - 5 4 x ) (I) -3x +4y = 7 (II)

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

-3x + 4 · ( - 1 4 - 5 4 x ) = 7
-3x -5x -1 = 7
-8x -1 = 7 | +1
-8x = 8 |:(-8 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 4 - 5 4 ( -1 )

= - 1 4 + 5 4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 3 x -y = 5 (I) 2 3 x -y = 8 (II)

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

2 3 x - y = 8
-y + 2 3 x = 8 |⋅ 3
3( -y + 2 3 x) = 24
-3y +2x = 24 | -2x
-3y = 24 -2x |:(-3 )
y = -8 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

- 1 3 x -y = 5 (I) +y = ( -8 + 2 3 x ) (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 2 3 3

= -8 +2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

-2x +3y = ?

1x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

-2x +3y = 6 +3 = 9

1x -5y = -3 -5 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +3y = 9

1x -5y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +4y = 41 (I) 4x -y = -24 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = 41 (I) 4x -y = -24 (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 = -24
-y +4x = -24 | -4x
-y = -24 -4x |:(-1 )
y = 24 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +4y = 41 (I) +y = ( 24 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 24 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 4 · ( 24 +4x ) = 41
-5x +16x +96 = 41
11x +96 = 41 | -96
11x = -55 |:11
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 +4( -5 )

= 24 -20

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 350 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1000 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:

2x -5y = 350 (I) 4x -4y = 1000 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 350
-5y +2x = 350 | -2x
-5y = 350 -2x |:(-5 )
y = -70 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -70 + 2 5 x ) (I) 4x -4y = 1000 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -70 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -4 · ( -70 + 2 5 x ) = 1000
4x - 8 5 x +280 = 1000
12 5 x +280 = 1000 |⋅ 5
5( 12 5 x +280 ) = 5000
12x +1400 = 5000 | -1400
12x = 3600 |:12
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -70 + 2 5 300

= -70 +120

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50