Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +3y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

-2( -5 ) +3y = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -5 ) +3y = 1
10 +3y = 1
3y +10 = 1 | -10
3y = -9 |:3
y = -3

Die Lösung ist somit: (-5|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -4y = 5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|5)
denn 5⋅5 -45 = 25 -20 = 5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|0)
denn 5⋅1 -40 = 5 +0 = 5

Oder : (9|10)
denn 5⋅9 -410 = 45 -40 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-y = -2 (I) -x -4y = -5 (II)

Man erkennt, dass in der 1. 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:

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

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

-x -4 · 2 = -5
-x -8 = -5 | +8
-x = 3 |:(-1 )
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:

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

Lösung einblenden
x -y = -2 (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 = -2 (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 = -2
2y -8 - y = -2
y -8 = -2 | +8
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -8 +26

= -8 +12

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -5y = -13 (I) 2x +3y = -5 (II)

Lösung einblenden
2x -5y = -13 (I) 2x +3y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = -13
-5y +2x = -13 | -2x
-5y = -13 -2x |:(-5 )
y = 13 5 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 13 5 + 2 5 x ) (I) 2x +3y = -5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 13 5 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 3 · ( 13 5 + 2 5 x ) = -5
2x + 6 5 x + 39 5 = -5
16 5 x + 39 5 = -5 |⋅ 5
5( 16 5 x + 39 5 ) = -25
16x +39 = -25 | -39
16x = -64 |:16
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 5 + 2 5 ( -4 )

= 13 5 - 8 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

11 +2y = -5x +3 (I)
19 -4y = 2x -3 + 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:

11 +2y = -5x +3 | -11 +5x (I)
19 -4y = 2x -3 + y | -19 -2x - y (II)
5x +2y = -8 (I) -2x -5y = -22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = -8
2y +5x = -8 | -5x
2y = -8 -5x |:2
y = -4 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 - 5 2 x ) (I) -2x -5y = -22 (II)

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

-2x -5 · ( -4 - 5 2 x ) = -22
-2x + 25 2 x +20 = -22
21 2 x +20 = -22 |⋅ 2
2( 21 2 x +20 ) = -44
21x +40 = -44 | -40
21x = -84 |:21
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 - 5 2 ( -4 )

= -4 +10

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

2x -1y = -10 -3 = -13

-2x +3y = 10 +9 = 19

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -1y = -13

-2x +3y = 19

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

6x -9y = -1 (I) -2x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
6x -9y = -1 (I) -2x +3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -9y = -1
-9y +6x = -1 | -6x
-9y = -1 -6x |:(-9 )
y = 1 9 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 9 + 2 3 x ) (I) -2x +3y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 1 9 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 3 · ( 1 9 + 2 3 x ) = 1
-2x +2x + 1 3 = 1
1 3 = 1 | - 1 3
0 = 2 3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

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 150 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 510 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 = 150 (I) 4x -3y = 510 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 150
-5y +2x = 150 | -2x
-5y = 150 -2x |:(-5 )
y = -30 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 + 2 5 x ) (I) 4x -3y = 510 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -30 + 2 5 x ) = 510
4x - 6 5 x +90 = 510
14 5 x +90 = 510 |⋅ 5
5( 14 5 x +90 ) = 2550
14x +450 = 2550 | -450
14x = 2100 |:14
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 + 2 5 150

= -30 +60

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30