Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-5( -5 ) +5y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -5 ) +5y = 5
25 +5y = 5
5y +25 = 5 | -25
5y = -20 |:5
y = -4

Die Lösung ist somit: (-5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = -42 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|6)
denn 4⋅( - 3 ) -56 = -12 -30 = -42

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|2)
denn 4⋅( - 8 ) -52 = -32 -10 = -42

Oder : (2|10)
denn 4⋅2 -510 = 8 -50 = -42

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 5 (I) -3x +2y = 17 (II)

Lösung einblenden
-x = 5 (I) -3x +2y = 17 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-x = 5 |:(-1 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) -3x +2y = 17 (II)

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

-3 · ( -5 ) +2y = 17
15 +2y = 17
2y +15 = 17 | -15
2y = 2 |:2
y = 1

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|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 13 (I) -x -2y = -1 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 13 (I) -x -2y = -1 (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 = -1 | +2y
-x = -1 +2y |:(-1 )
x = 1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 13 (I) x = ( 1 -2y ) (II)

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

3 · ( 1 -2y ) + y = 13
-6y +3 + y = 13
-5y +3 = 13 | -3
-5y = 10 |:(-5 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -2( -2 )

= 1 +4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -3y = -27 (I) x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
4x -3y = -27 (I) x +4y = -2 (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 = -2 | -4y
x = -2 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x -3y = -27 (I) x = ( -2 -4y ) (II)

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

4 · ( -2 -4y ) -3y = -27
-16y -8 -3y = -27
-19y -8 = -27 | +8
-19y = -19 |:(-19 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -41

= -2 -4

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 2 x +3y = -3 (I) 2 5 x +2y = - 16 5 (II)

Lösung einblenden
3 2 x +3y = -3 (I) 2 5 x +2y = - 16 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - 1 2 x ) (I) 2 5 x +2y = - 16 5 (II)

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

2 5 x + 2 · ( -1 - 1 2 x ) = - 16 5
2 5 x - x -2 = - 16 5
- 3 5 x -2 = - 16 5 |⋅ 5
5( - 3 5 x -2 ) = -16
-3x -10 = -16 | +10
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 - 1 2 2

= -1 -1

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 -5y = ?

-2x -11y = ?

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

-1x -5y = 5 -25 = -20

-2x -11y = 10 -55 = -45

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = -20

-2x -11y = -45

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +y = -15 (I) 3x +2y = -21 (II)

Lösung einblenden
3x +y = -15 (I) 3x +2y = -21 (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:

3x + y = -15
y +3x = -15 | -3x
y = -15 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -15 -3x ) (I) 3x +2y = -21 (II)

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

3x + 2 · ( -15 -3x ) = -21
3x -6x -30 = -21
-3x -30 = -21 | +30
-3x = 9 |:(-3 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -15 -3( -3 )

= -15 +9

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1090 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 380 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 -2y = 1090 (I) 2x -4y = 380 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -2y = 1090
-2y +4x = 1090 | -4x
-2y = 1090 -4x |:(-2 )
y = -545 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -545 +2x ) (I) 2x -4y = 380 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -545 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -545 +2x ) = 380
2x -8x +2180 = 380
-6x +2180 = 380 | -2180
-6x = -1800 |:(-6 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -545 +2300

= -545 +600

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55