Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x - y = 7 .

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

Lösung einblenden

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

-3x - 5 = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x - 5 = 7
-3x -5 = 7 | +5
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -4y = -6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|0)
denn 2⋅( - 3 ) -40 = -6 +0 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-7|-2)
denn 2⋅( - 7 ) -4( - 2 ) = -14 +8 = -6

Oder : (1|2)
denn 2⋅1 -42 = 2 -8 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-y = 3 |:(-1 )
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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: (-3|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 13 (I) -4x +y = -23 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 13 (I) -4x +y = -23 (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:

-4x + y = -23
y -4x = -23 | +4x
y = -23 +4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 13 (I) +y = ( -23 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -23 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 1 · ( -23 +4x ) = 13
2x +4x -23 = 13
6x -23 = 13 | +23
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -23 +46

= -23 +24

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -5y = 49 (I) 3x +2y = -28 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = 49 (I) 3x +2y = -28 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = 49
-5y -4x = 49 | +4x
-5y = 49 +4x |:(-5 )
y = - 49 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 49 5 - 4 5 x ) (I) 3x +2y = -28 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 49 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 2 · ( - 49 5 - 4 5 x ) = -28
3x - 8 5 x - 98 5 = -28
7 5 x - 98 5 = -28 |⋅ 5
5( 7 5 x - 98 5 ) = -140
7x -98 = -140 | +98
7x = -42 |:7
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 49 5 - 4 5 ( -6 )

= - 49 5 + 24 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3y = 3x -19 +8y (I)
19 = 5x +2y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -5y = -19
-5y -3x = -19 | +3x
-5y = -19 +3x |:(-5 )
y = 19 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 19 5 - 3 5 x ) (I) -5x -2y = -19 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 19 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -2 · ( 19 5 - 3 5 x ) = -19
-5x + 6 5 x - 38 5 = -19
- 19 5 x - 38 5 = -19 |⋅ 5
5( - 19 5 x - 38 5 ) = -95
-19x -38 = -95 | +38
-19x = -57 |:(-19 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 5 - 3 5 3

= 19 5 - 9 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

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.:

2x -2y = ?

5x -4y = ?

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

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

5x -4y = -15 -20 = -35

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -2y = -16

5x -4y = -35

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -3y = -6 (I) -x -5y = 6 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -6 (I) -x -5y = 6 (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 -5y = 6 | +5y
-x = 6 +5y |:(-1 )
x = -6 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -6 (I) x = ( -6 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -6 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( -6 -5y ) -3y = -6
-5y -6 -3y = -6
-8y -6 = -6 | +6
-8y = 0 |:(-8 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -5( 0 )

= -6 +0

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1350 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1600 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 -3y = 1350 (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 1350
-3y +5x = 1350 | -5x
-3y = 1350 -5x |:(-3 )
y = -450 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -450 + 5 3 x ) (I) 6x -4y = 1600 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -450 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -450 + 5 3 x ) = 1600
6x - 20 3 x +1800 = 1600
- 2 3 x +1800 = 1600 |⋅ 3
3( - 2 3 x +1800 ) = 4800
-2x +5400 = 4800 | -5400
-2x = -600 |:(-2 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -450 + 5 3 300

= -450 +500

= 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