Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

4 + y = 9

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4 + y = 9
4 + y = 9
y +4 = 9 | -4
y = 5

Die Lösung ist somit: (4|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +3y = -22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-6)
denn -1⋅4 +3( - 6 ) = -4 -18 = -22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-5)
denn -1⋅7 +3( - 5 ) = -7 -15 = -22

Oder : (1|-7)
denn -1⋅1 +3( - 7 ) = -1 -21 = -22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = 4 (I) -4y = -16 (II)

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

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

-4y = -16 |:(-4 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · 4 = 4
-2x -8 = 4 | +8
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = 0 (I) 3x +y = -16 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = 0 (I) 3x +y = -16 (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 = -16
y +3x = -16 | -3x
y = -16 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-x -3y = 0 (I) +y = ( -16 -3x ) (II)

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

-x -3 · ( -16 -3x ) = 0
-x +9x +48 = 0
8x +48 = 0 | -48
8x = -48 |:8
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -16 -3( -6 )

= -16 +18

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +5y = -18 (I) -5x +3y = -14 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -18 (I) -5x +3y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -18
5y -3x = -18 | +3x
5y = -18 +3x |:5
y = - 18 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 18 5 + 3 5 x ) (I) -5x +3y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 18 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 3 · ( - 18 5 + 3 5 x ) = -14
-5x + 9 5 x - 54 5 = -14
- 16 5 x - 54 5 = -14 |⋅ 5
5( - 16 5 x - 54 5 ) = -70
-16x -54 = -70 | +54
-16x = -16 |:(-16 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 18 5 + 3 5 1

= - 18 5 + 3 5

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x - 1 5 y = 24 5 (I) 3x - 3 4 y = 57 4 (II)

Lösung einblenden
x - 1 5 y = 24 5 (I) 3x - 3 4 y = 57 4 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem x ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach x umstellt:

x - 1 5 y = 24 5 |⋅ 5
5( x - 1 5 y) = 24
5x - y = 24 | + y
5x = 24 + y |:5
x = 24 5 + 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 24 5 + 1 5 y ) (I) 3x - 3 4 y = 57 4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 24 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 24 5 + 1 5 y ) - 3 4 y = 57 4
3 5 y + 72 5 - 3 4 y = 57 4
- 3 20 y + 72 5 = 57 4 |⋅ 20
20( - 3 20 y + 72 5 ) = 285
-3y +288 = 285 | -288
-3y = -3 |:(-3 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 24 5 + 1 5 1

= 24 5 + 1 5

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

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 +1y = ?

2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-1x +1y = -1 -5 = -6

2x +1y = 2 -5 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +1y = -6

2x +1y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -4y = 4 (I) -x +4y = 21 (II)

Lösung einblenden
-4x -4y = 4 (I) -x +4y = 21 (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 = 21 | -4y
-x = 21 -4y |:(-1 )
x = -21 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x -4y = 4 (I) x = ( -21 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( -21 +4y ) -4y = 4
-16y +84 -4y = 4
-20y +84 = 4 | -84
-20y = -80 |:(-20 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 +44

= -21 +16

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 1380 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1080 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 -4y = 1380 (I) 4x -4y = 1080 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 1380
-4y +5x = 1380 | -5x
-4y = 1380 -5x |:(-4 )
y = -345 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -345 + 5 4 x ) (I) 4x -4y = 1080 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -345 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -4 · ( -345 + 5 4 x ) = 1080
4x -5x +1380 = 1080
-x +1380 = 1080 | -1380
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -345 + 5 4 300

= -345 +375

= 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