Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +3y = 14 .

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-2( -1 ) +3y = 14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2( -1 ) +3y = 14
2 +3y = 14
3y +2 = 14 | -2
3y = 12 |:3
y = 4

Die Lösung ist somit: (-1|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = -36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|6)
denn -4⋅6 -26 = -24 -12 = -36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|10)
denn -4⋅4 -210 = -16 -20 = -36

Oder : (8|2)
denn -4⋅8 -22 = -32 -4 = -36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = -6 (I) -4x = -24 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = -6 (I) -4x = -24 (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 = -24 |:(-4 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 6 +4y = -6
18 +4y = -6
4y +18 = -6 | -18
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = 21 (I) -3x -y = -15 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 21 (I) -3x -y = -15 (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 = -15
-y -3x = -15 | +3x
-y = -15 +3x |:(-1 )
y = 15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = 21 (I) +y = ( 15 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 15 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 3 · ( 15 -3x ) = 21
x -9x +45 = 21
-8x +45 = 21 | -45
-8x = -24 |:(-8 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 15 -33

= 15 -9

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x +y = -10 (I) 3x +3y = -6 (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 = -10
y - x = -10 | + x
y = -10 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( -10 + x ) = -6
3x +3x -30 = -6
6x -30 = -6 | +30
6x = 24 |:6
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 +4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = -5x -39 (I)
3( x -14 )+2y = 7x -3y (II)

Lösung einblenden

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

-4y = -5x -39 (I)
3( x -14 )+2y = 7x -3y (II)
-4y = -5x -39 | + 5x (I)
3x -42 +2y = 7x -3y | + 42 -7x +3y (II)
5x -4y = -39 (I) -4x +5y = 42 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = -39
-4y +5x = -39 | -5x
-4y = -39 -5x |:(-4 )
y = 39 4 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 4 + 5 4 x ) (I) -4x +5y = 42 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 4 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 5 · ( 39 4 + 5 4 x ) = 42
-4x + 25 4 x + 195 4 = 42
9 4 x + 195 4 = 42 |⋅ 4
4( 9 4 x + 195 4 ) = 168
9x +195 = 168 | -195
9x = -27 |:9
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 4 + 5 4 ( -3 )

= 39 4 - 15 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

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.:

-5x +5y = ?

-1x +2y = ?

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

-5x +5y = -5 +25 = 20

-1x +2y = -1 +10 = 9

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +5y = 20

-1x +2y = 9

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +3y = 0 (I) -2x +5y = 18 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 0 (I) -2x +5y = 18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +3y = 0
3y -3x = 0 | +3x
3y = 3x |:3
y = x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 5 · x = 18
-2x +5x = 18
3x = 18 |:3
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 480 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 630 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:

4x -3y = 480 (I) 5x -3y = 630 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 480
-3y +4x = 480 | -4x
-3y = 480 -4x |:(-3 )
y = -160 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -160 + 4 3 x ) (I) 5x -3y = 630 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -160 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -3 · ( -160 + 4 3 x ) = 630
5x -4x +480 = 630
x +480 = 630 | -480
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -160 + 4 3 150

= -160 +200

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40