Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +2y = 0.

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

Lösung einblenden

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

-2 +2y = 0

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-2 +2y = 0
-2 +2y = 0
2y -2 = 0 | +2
2y = 2 |:2
y = 1

Die Lösung ist somit: (2|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +2y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-6)
denn 1⋅1 +2( - 6 ) = 1 -12 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-7)
denn 1⋅3 +2( - 7 ) = 3 -14 = -11

Oder : (-1|-5)
denn 1⋅( - 1 ) +2( - 5 ) = -1 -10 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+4y = -24 (I) 3x -4y = 9 (II)

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

4y = -24 |:4
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

+y = -6 (I) 3x -4y = 9 (II)

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

3x -4 · ( -6 ) = 9
3x +24 = 9 | -24
3x = -15 |:3
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -3y = 15 (I) x -2y = 8 (II)

Lösung einblenden
2x -3y = 15 (I) x -2y = 8 (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 = 8 | +2y
x = 8 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x -3y = 15 (I) x = ( 8 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 8 +2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 8 +2y ) -3y = 15
4y +16 -3y = 15
y +16 = 15 | -16
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +2( -1 )

= 8 -2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -5y = -5 (I) 4x -2y = -18 (II)

Lösung einblenden
2x -5y = -5 (I) 4x -2y = -18 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = -5
-5y +2x = -5 | -2x
-5y = -5 -2x |:(-5 )
y = 1 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 + 2 5 x ) (I) 4x -2y = -18 (II)

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

4x -2 · ( 1 + 2 5 x ) = -18
4x - 4 5 x -2 = -18
16 5 x -2 = -18 |⋅ 5
5( 16 5 x -2 ) = -90
16x -10 = -90 | +10
16x = -80 |:16
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 + 2 5 ( -5 )

= 1 -2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

17 +7y = -x +5y (I)
2x +35 = -5( 1 + y) (II)

Lösung einblenden

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

17 +7y = -x +5y (I)
2x +35 = -5( 1 + y) (II)
17 +7y = -x +5y | -17 + x -5y (I)
2x +35 = -5 -5y | -35 +5y (II)
x +2y = -17 (I) 2x +5y = -40 (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 = -17 | -2y
x = -17 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -17 -2y ) (I) 2x +5y = -40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -17 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -17 -2y ) +5y = -40
-4y -34 +5y = -40
y -34 = -40 | +34
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 -2( -6 )

= -17 +12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -2 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 -3y = ?

3x -5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

4x -3y = 4 +6 = 10

3x -5y = 3 +10 = 13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -3y = 10

3x -5y = 13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = -8 (I) 4x +2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -8 (I) 4x +2y = 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 +3y = -8 | -3y
-x = -8 -3y |:(-1 )
x = 8 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 +3y ) (I) 4x +2y = 4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 8 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 8 +3y ) +2y = 4
12y +32 +2y = 4
14y +32 = 4 | -32
14y = -28 |:14
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 +3( -2 )

= 8 -6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 370 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 850 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:

3x -2y = 370 (I) 7x -5y = 850 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 370
-2y +3x = 370 | -3x
-2y = 370 -3x |:(-2 )
y = -185 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -185 + 3 2 x ) (I) 7x -5y = 850 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -185 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -185 + 3 2 x ) = 850
7x - 15 2 x +925 = 850
- 1 2 x +925 = 850 |⋅ 2
2( - 1 2 x +925 ) = 1700
-x +1850 = 1700 | -1850
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -185 + 3 2 150

= -185 +225

= 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