Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = 3 .

Bestimme x so, dass (x|7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 7 in die Gleichung ein und erhält:

4x -37 = 3

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -37 = 3
4x -21 = 3 | +21
4x = 24 |:4
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -2y = 21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-7)
denn -1⋅( - 7 ) -2( - 7 ) = 7 +14 = 21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-6)
denn -1⋅( - 9 ) -2( - 6 ) = 9 +12 = 21

Oder : (-5|-8)
denn -1⋅( - 5 ) -2( - 8 ) = 5 +16 = 21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2y = 6 (I) -3x -y = 9 (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 = 6 |:(-2 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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: (-2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = 1 (I) -x +2y = 3 (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 = 3 | -2y
-x = 3 -2y |:(-1 )
x = -3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3 +21

= -3 +2

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
5x +4y = -4 (I) -x -2y = -4 (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 = -4 | +2y
-x = -4 +2y |:(-1 )
x = 4 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5 · ( 4 -2y ) +4y = -4
-10y +20 +4y = -4
-6y +20 = -4 | -20
-6y = -24 |:(-6 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -24

= 4 -8

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x +3y = - 78 5 (I) - 3 5 x +y = - 42 5 (II)

Lösung einblenden
3 5 x +3y = - 78 5 (I) - 3 5 x +y = - 42 5 (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:

- 3 5 x + y = - 42 5
y - 3 5 x = - 42 5 |⋅ 5
5( y - 3 5 x) = -42
5y -3x = -42 | +3x
5y = -42 +3x |:5
y = - 42 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

3 5 x +3y = - 78 5 (I) +y = ( - 42 5 + 3 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( - 42 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 5 x + 3 · ( - 42 5 + 3 5 x ) = - 78 5
3 5 x + 9 5 x - 126 5 = - 78 5
12 5 x - 126 5 = - 78 5 |⋅ 5
5( 12 5 x - 126 5 ) = -78
12x -126 = -78 | +126
12x = 48 |:12
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 42 5 + 3 5 4

= - 42 5 + 12 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-5x -9y = ?

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

-4x -5y = -12 +25 = 13

-5x -9y = -15 +45 = 30

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = 13

-5x -9y = 30

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +5y = -18 (I) 3x -2y = 30 (II)

Lösung einblenden
2x +5y = -18 (I) 3x -2y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +5y = -18
5y +2x = -18 | -2x
5y = -18 -2x |:5
y = - 18 5 - 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 18 5 - 2 5 x ) (I) 3x -2y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 18 5 - 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( - 18 5 - 2 5 x ) = 30
3x + 4 5 x + 36 5 = 30
19 5 x + 36 5 = 30 |⋅ 5
5( 19 5 x + 36 5 ) = 150
19x +36 = 150 | -36
19x = 114 |:19
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 18 5 - 2 5 6

= - 18 5 - 12 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1925 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1395 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 -5y = 1925 (I) 5x -3y = 1395 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1925
-5y +7x = 1925 | -7x
-5y = 1925 -7x |:(-5 )
y = -385 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -385 + 7 5 x ) (I) 5x -3y = 1395 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -385 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -385 + 7 5 x ) = 1395
5x - 21 5 x +1155 = 1395
4 5 x +1155 = 1395 |⋅ 5
5( 4 5 x +1155 ) = 6975
4x +5775 = 6975 | -5775
4x = 1200 |:4
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -385 + 7 5 300

= -385 +420

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 300

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35