Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -3y = 29 .

Bestimme x so, dass (x|2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 2 in die Gleichung ein und erhält:

5x -32 = 29

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -32 = 29
5x -6 = 29 | +6
5x = 35 |:5
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = 34 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|3)
denn -4⋅( - 7 ) +23 = 28 +6 = 34

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|7)
denn -4⋅( - 5 ) +27 = 20 +14 = 34

Oder : (-9|-1)
denn -4⋅( - 9 ) +2( - 1 ) = 36 -2 = 34

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = -7 (I) 4x = -20 (II)

Lösung einblenden
x -y = -7 (I) 4x = -20 (II)

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

4x = -20 |:4
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x -y = -7 (I) x = -5 (II)

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

1 · ( -5 ) - y = -7
-5 - y = -7
-y -5 = -7 | +5
-y = -2 |:(-1 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -2( -3 )

= -1 +6

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +2( -1 )

= 2 -2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -y = -1 (I) - 1 4 x + 1 3 y = - 1 4 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

- 1 4 x + 1 3 · ( 1 - x ) = - 1 4
- 1 4 x - 1 3 x + 1 3 = - 1 4
- 7 12 x + 1 3 = - 1 4 |⋅ 12
12( - 7 12 x + 1 3 ) = -3
-7x +4 = -3 | -4
-7x = -7 |:(-7 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 - 1

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

5x -5y = ?

3x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

5x -5y = -5 -15 = -20

3x -5y = -3 -15 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -5y = -20

3x -5y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x -3y = -33 (I) 3x +4y = -6 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -33 (I) 3x +4y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = -33
-3y +4x = -33 | -4x
-3y = -33 -4x |:(-3 )
y = 11 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 + 4 3 x ) (I) 3x +4y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 11 + 4 3 x ) = -6
3x + 16 3 x +44 = -6
25 3 x +44 = -6 |⋅ 3
3( 25 3 x +44 ) = -18
25x +132 = -18 | -132
25x = -150 |:25
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 + 4 3 ( -6 )

= 11 -8

= 3

also

y = 3

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 400 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 450 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 = 400 (I) 2x -3y = 450 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 400
-4y +2x = 400 | -2x
-4y = 400 -2x |:(-4 )
y = -100 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -100 + 1 2 x ) (I) 2x -3y = 450 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -100 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( -100 + 1 2 x ) = 450
2x - 3 2 x +300 = 450
1 2 x +300 = 450 |⋅ 2
2( 1 2 x +300 ) = 900
x +600 = 900 | -600
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -100 + 1 2 300

= -100 +150

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50