Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = -15 .

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

Lösung einblenden

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

4x +51 = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +51 = -15
4x +5 = -15 | -5
4x = -20 |:4
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = -9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-1)
denn 1⋅( - 6 ) +3( - 1 ) = -6 -3 = -9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|-2)
denn 1⋅( - 3 ) +3( - 2 ) = -3 -6 = -9

Oder : (-9|0)
denn 1⋅( - 9 ) +30 = -9 +0 = -9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 6 (I) -3y = 6 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 6 (I) -3y = 6 (II)

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

-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = 6 (I) +y = -2 (II)

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

-2x + 1 · ( -2 ) = 6
-2x -2 = 6 | +2
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 2 (I) -x +3y = 20 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 2 (I) -x +3y = 20 (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 +3y = 20 | -3y
-x = 20 -3y |:(-1 )
x = -20 +3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 2 (I) x = ( -20 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -20 +3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -20 +3y ) + y = 2
6y -40 + y = 2
7y -40 = 2 | +40
7y = 42 |:7
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -20 +36

= -20 +18

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = 0 (I) 4x +3y = 9 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = 0 (I) 4x +3y = 9 (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 = 0 | +3y
-x = 3y |:(-1 )
x = -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( -3y ) +3y = 9
-12y +3y = 9
-9y = 9 |:(-9 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -3( -1 )

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 2 x -y = 6 (I) 1 2 x -y = 2 (II)

Lösung einblenden
3 2 x -y = 6 (I) 1 2 x -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

3 2 x -y = 6 (I) +y = ( -2 + 1 2 x ) (II)

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

3 2 x -1 · ( -2 + 1 2 x ) = 6
3 2 x - 1 2 x +2 = 6
x +2 = 6 | -2
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 1 2 4

= -2 +2

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-3x -3y = ?

-4x -2y = ?

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

-3x -3y = -3 +3 = 0

-4x -2y = -4 +2 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -3y = 0

-4x -2y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x -5y = -17 (I) -4x -6y = -22 (II)

Lösung einblenden
-4x -5y = -17 (I) -4x -6y = -22 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -5y = -17
-5y -4x = -17 | +4x
-5y = -17 +4x |:(-5 )
y = 17 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 5 - 4 5 x ) (I) -4x -6y = -22 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -6 · ( 17 5 - 4 5 x ) = -22
-4x + 24 5 x - 102 5 = -22
4 5 x - 102 5 = -22 |⋅ 5
5( 4 5 x - 102 5 ) = -110
4x -102 = -110 | +102
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 5 - 4 5 ( -2 )

= 17 5 + 8 5

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 980 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1935 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 -4y = 980 (I) 7x -3y = 1935 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 980
-4y +4x = 980 | -4x
-4y = 980 -4x |:(-4 )
y = -245 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -245 + x ) (I) 7x -3y = 1935 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -245 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -245 + x ) = 1935
7x -3x +735 = 1935
4x +735 = 1935 | -735
4x = 1200 |:4
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -245 +300

= 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