Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-( -1 ) +2y = -11

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-( -1 ) +2y = -11
1 +2y = -11
2y +1 = -11 | -1
2y = -12 |:2
y = -6

Die Lösung ist somit: (-1|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -2y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-4)
denn -2⋅( - 1 ) -2( - 4 ) = 2 +8 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-2)
denn -2⋅( - 3 ) -2( - 2 ) = 6 +4 = 10

Oder : (1|-6)
denn -2⋅1 -2( - 6 ) = -2 +12 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = -11 (I) +2y = 10 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = -11 (I) +2y = 10 (II)

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

2y = 10 |:2
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · 5 = -11
-x -10 = -11 | +10
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 7 (I) x +2y = -11 (II)

Lösung einblenden
x -y = 7 (I) x +2y = -11 (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 = -11 | -2y
x = -11 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x -y = 7 (I) x = ( -11 -2y ) (II)

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

1 · ( -11 -2y ) - y = 7
-2y -11 - y = 7
-3y -11 = 7 | +11
-3y = 18 |:(-3 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -2( -6 )

= -11 +12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 4 (I) -x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 4 (I) -x +y = -6 (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:

-x + y = -6
y - x = -6 | + x
y = -6 + x

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 4 (I) +y = ( -6 + x ) (II)

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

2x + 2 · ( -6 + x ) = 4
2x +2x -12 = 4
4x -12 = 4 | +12
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 +4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

0 = -x +7 +2y | + x -2y (I)
-3x -4 = -y | + 4 + y (II)
x -2y = 7 (I) -3x +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:

-3x + y = 4
y -3x = 4 | +3x
y = 4 +3x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -2 · ( 4 +3x ) = 7
x -6x -8 = 7
-5x -8 = 7 | +8
-5x = 15 |:(-5 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 +3( -3 )

= 4 -9

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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 = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

1x -5y = -1 -25 = -26

3x -18y = -3 -90 = -93

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = -26

3x -18y = -93

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -y = -23 (I) 3x +3y = -21 (II)

Lösung einblenden
5x -y = -23 (I) 3x +3y = -21 (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:

5x - y = -23
-y +5x = -23 | -5x
-y = -23 -5x |:(-1 )
y = 23 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 23 +5x ) (I) 3x +3y = -21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 23 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 23 +5x ) = -21
3x +15x +69 = -21
18x +69 = -21 | -69
18x = -90 |:18
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 23 +5( -5 )

= 23 -25

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 640 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 435 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:

5x -2y = 640 (I) 4x -3y = 435 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 640
-2y +5x = 640 | -5x
-2y = 640 -5x |:(-2 )
y = -320 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -320 + 5 2 x ) (I) 4x -3y = 435 (II)

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

4x -3 · ( -320 + 5 2 x ) = 435
4x - 15 2 x +960 = 435
- 7 2 x +960 = 435 |⋅ 2
2( - 7 2 x +960 ) = 870
-7x +1920 = 870 | -1920
-7x = -1050 |:(-7 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -320 + 5 2 150

= -320 +375

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55