Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

4( -3 ) + y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -3 ) + y = -11
-12 + y = -11
y -12 = -11 | +12
y = 1

Die Lösung ist somit: (-3|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x + y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-3)
denn 5⋅3 +1( - 3 ) = 15 -3 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-8)
denn 5⋅4 +1( - 8 ) = 20 -8 = 12

Oder : (2|2)
denn 5⋅2 +12 = 10 +2 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = -3


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

x -3 · ( -3 ) = 6
x +9 = 6 | -9
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = -11 (I) x +4y = -23 (II)

Lösung einblenden
2x +y = -11 (I) x +4y = -23 (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 = -23 | -4y
x = -23 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = -11 (I) x = ( -23 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -23 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -23 -4y ) + y = -11
-8y -46 + y = -11
-7y -46 = -11 | +46
-7y = 35 |:(-7 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -23 -4( -5 )

= -23 +20

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = 14 (I) -5x -2y = 32 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = 14 (I) -5x -2y = 32 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = 14
4y -3x = 14 | +3x
4y = 14 +3x |:4
y = 7 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 3 4 x ) (I) -5x -2y = 32 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -2 · ( 7 2 + 3 4 x ) = 32
-5x - 3 2 x -7 = 32
- 13 2 x -7 = 32 |⋅ 2
2( - 13 2 x -7 ) = 64
-13x -14 = 64 | +14
-13x = 78 |:(-13 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 3 4 ( -6 )

= 7 2 - 9 2

= 3,5 -4,5

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +13 = -3x -2y (I)
-22 -3y = -4x (II)

Lösung einblenden

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

-4x +13 = -3x -2y | -13 +3x +2y (I)
-22 -3y = -4x | + 22 +4x (II)
-x +2y = -13 (I) 4x -3y = 22 (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 +2y = -13 | -2y
-x = -13 -2y |:(-1 )
x = 13 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 13 +2y ) (I) 4x -3y = 22 (II)

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

4 · ( 13 +2y ) -3y = 22
8y +52 -3y = 22
5y +52 = 22 | -52
5y = -30 |:5
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +2( -6 )

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

2x +1y = ?

-2x +1y = ?

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

2x +1y = 2 +3 = 5

-2x +1y = -2 +3 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +1y = 5

-2x +1y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -3 · ( 2 -2x ) = 4
-x +6x -6 = 4
5x -6 = 4 | +6
5x = 10 |:5
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 -22

= 2 -4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

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 460 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 310 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 = 460 (I) 3x -4y = 310 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 460
-4y +4x = 460 | -4x
-4y = 460 -4x |:(-4 )
y = -115 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -115 + x ) (I) 3x -4y = 310 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -115 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -115 + x ) = 310
3x -4x +460 = 310
-x +460 = 310 | -460
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -115 +150

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35