Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -9 .

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

Lösung einblenden

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

x -25 = -9

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -25 = -9
x -10 = -9 | +10
x = 1

Die Lösung ist somit: (1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|6)
denn 1⋅( - 4 ) +16 = -4 +6 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|5)
denn 1⋅( - 3 ) +15 = -3 +5 = 2

Oder : (-5|7)
denn 1⋅( - 5 ) +17 = -5 +7 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 10 (I) +2y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 10 (I) +2y = 12 (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 = 12 |:2
y = 6

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 10 (I) +y = 6 (II)

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

4x + 3 · 6 = 10
4x +18 = 10 | -18
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -2 · ( -7 -2x ) = 11
-x +4x +14 = 11
3x +14 = 11 | -14
3x = -3 |:3
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 -2( -1 )

= -7 +2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 16 (I) -4x +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 16 (I) -4x +4y = -12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +3y = 16
3y +2x = 16 | -2x
3y = 16 -2x |:3
y = 16 3 - 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 16 3 - 2 3 x ) (I) -4x +4y = -12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 16 3 - 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 4 · ( 16 3 - 2 3 x ) = -12
-4x - 8 3 x + 64 3 = -12
- 20 3 x + 64 3 = -12 |⋅ 3
3( - 20 3 x + 64 3 ) = -36
-20x +64 = -36 | -64
-20x = -100 |:(-20 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 16 3 - 2 3 5

= 16 3 - 10 3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 4 x + 3 4 y = 33 4 (I) -x + 3 2 y = 14 (II)

Lösung einblenden
- 3 4 x + 3 4 y = 33 4 (I) -x + 3 2 y = 14 (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 + 3 2 y = 14 |⋅ 2
2( -x + 3 2 y) = 28
-2x +3y = 28 | -3y
-2x = 28 -3y |:(-2 )
x = -14 + 3 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 4 x + 3 4 y = 33 4 (I) x = ( -14 + 3 2 y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -14 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 3 4 · ( -14 + 3 2 y ) + 3 4 y = 33 4
- 9 8 y + 21 2 + 3 4 y = 33 4
- 3 8 y + 21 2 = 33 4 |⋅ 8
8( - 3 8 y + 21 2 ) = 66
-3y +84 = 66 | -84
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 + 3 2 6

= -14 +9

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

4x +2y = ?

7x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

4x +2y = -16 +10 = -6

7x +1y = -28 +5 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +2y = -6

7x +1y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -5y = 28 (I) -5x -y = -4 (II)

Lösung einblenden
-x -5y = 28 (I) -5x -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-x -5y = 28 (I) +y = ( 4 -5x ) (II)

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

-x -5 · ( 4 -5x ) = 28
-x +25x -20 = 28
24x -20 = 28 | +20
24x = 48 |:24
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -52

= 4 -10

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 850 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 650 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:

7x -4y = 850 (I) 5x -2y = 650 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 850
-4y +7x = 850 | -7x
-4y = 850 -7x |:(-4 )
y = - 425 2 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 425 2 + 7 4 x ) (I) 5x -2y = 650 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 425 2 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( - 425 2 + 7 4 x ) = 650
5x - 7 2 x +425 = 650
3 2 x +425 = 650 |⋅ 2
2( 3 2 x +425 ) = 1300
3x +850 = 1300 | -850
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 425 2 + 7 4 150

= - 425 2 + 525 2

= -212,5 +262,5

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50