Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x + y = -19 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

3( -4 ) + y = -19

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -4 ) + y = -19
-12 + y = -19
y -12 = -19 | +12
y = -7

Die Lösung ist somit: (-4|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = -32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-6)
denn -4⋅5 +2( - 6 ) = -20 -12 = -32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-2)
denn -4⋅7 +2( - 2 ) = -28 -4 = -32

Oder : (3|-10)
denn -4⋅3 +2( - 10 ) = -12 -20 = -32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = -4 (I) -4x -y = 10 (II)

Lösung einblenden
-2y = -4 (I) -4x -y = 10 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

-2y = -4 |:(-2 )
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

+y = 2 (I) -4x -y = 10 (II)

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

-4x -1 · 2 = 10
-4x -2 = 10 | +2
-4x = 12 |:(-4 )
x = -3

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: (-3|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 19 (I) 2x +y = -11 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 19 (I) 2x +y = -11 (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 = -11
y +2x = -11 | -2x
y = -11 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 19 (I) +y = ( -11 -2x ) (II)

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

-3x + 1 · ( -11 -2x ) = 19
-3x -2x -11 = 19
-5x -11 = 19 | +11
-5x = 30 |:(-5 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -11 -2( -6 )

= -11 +12

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = -22 (I) 3x +4y = 27 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -22 (I) 3x +4y = 27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -22
-3y -4x = -22 | +4x
-3y = -22 +4x |:(-3 )
y = 22 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 3 - 4 3 x ) (I) 3x +4y = 27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 22 3 - 4 3 x ) = 27
3x - 16 3 x + 88 3 = 27
- 7 3 x + 88 3 = 27 |⋅ 3
3( - 7 3 x + 88 3 ) = 81
-7x +88 = 81 | -88
-7x = -7 |:(-7 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 3 - 4 3 1

= 22 3 - 4 3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-x = -4 + y (I)
x -2( 2 + y) = -12 (II)
-x = -4 + y | -y (I)
x -4 -2y = -12 | + 4 (II)
-x -y = -4 (I) x -2y = -8 (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 = -8 | +2y
x = -8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -8 +2y ) - y = -4
-2y +8 - y = -4
-3y +8 = -4 | -8
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +24

= -8 +8

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-3x -4y = ?

-1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-3x -4y = -12 +8 = -4

-1x +2y = -4 -4 = -8

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -4y = -4

-1x +2y = -8

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +3y = 21 (I) x +4y = -6 (II)

Lösung einblenden
5x +3y = 21 (I) x +4y = -6 (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 = -6 | -4y
x = -6 -4y

Als neues LGS erhält man so:

5x +3y = 21 (I) x = ( -6 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -6 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -6 -4y ) +3y = 21
-20y -30 +3y = 21
-17y -30 = 21 | +30
-17y = 51 |:(-17 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -4( -3 )

= -6 +12

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 480 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 -4y = 480 (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 480
-4y +2x = 480 | -2x
-4y = 480 -2x |:(-4 )
y = -120 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -120 + 1 2 x ) (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -120 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -120 + 1 2 x ) = 2010
7x - 3 2 x +360 = 2010
11 2 x +360 = 2010 |⋅ 2
2( 11 2 x +360 ) = 4020
11x +720 = 4020 | -720
11x = 3300 |:11
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -120 + 1 2 300

= -120 +150

= 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