Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = 13 .

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

Lösung einblenden

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

4x - ( -5 ) = 13

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x - ( -5 ) = 13
4x +5 = 13 | -5
4x = 8 |:4
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-4)
denn 2⋅7 +3( - 4 ) = 14 -12 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|-6)
denn 2⋅10 +3( - 6 ) = 20 -18 = 2

Oder : (4|-2)
denn 2⋅4 +3( - 2 ) = 8 -6 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 18 (I) -3x +y = -8 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 18 (I) -3x +y = -8 (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 = -8
y -3x = -8 | +3x
y = -8 +3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 18 (I) +y = ( -8 +3x ) (II)

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

-2x -4 · ( -8 +3x ) = 18
-2x -12x +32 = 18
-14x +32 = 18 | -32
-14x = -14 |:(-14 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 +31

= -8 +3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 14 (I) -2x -3y = -16 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 14 (I) -2x -3y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x +2y = 14
2y +2x = 14 | -2x
2y = 14 -2x |:2
y = 7 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 - x ) (I) -2x -3y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -3 · ( 7 - x ) = -16
-2x +3x -21 = -16
x -21 = -16 | +21
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 5

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -2x +1 ) = -23 -5y (I)
2( 4x - y) = 5( x +2 ) (II)

Lösung einblenden

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

2( -2x +1 ) = -23 -5y (I)
2( 4x - y) = 5( x +2 ) (II)
-4x +2 = -23 -5y | -2 +5y (I)
8x -2y = 5x +10 | -5x (II)
-4x +5y = -25 (I) 3x -2y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +5y = -25
5y -4x = -25 | +4x
5y = -25 +4x |:5
y = -5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 + 4 5 x ) (I) 3x -2y = 10 (II)

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

3x -2 · ( -5 + 4 5 x ) = 10
3x - 8 5 x +10 = 10
7 5 x +10 = 10 |⋅ 5
5( 7 5 x +10 ) = 50
7x +50 = 50 | -50
7x = 0 |:7
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 + 4 5 0

= -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-7x +3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-3x +1y = 3 -3 = 0

-7x +3y = 7 -9 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = 0

-7x +3y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -5y = -2 (I) -2x +3y = 1 (II)

Lösung einblenden
3x -5y = -2 (I) -2x +3y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = -2
-5y +3x = -2 | -3x
-5y = -2 -3x |:(-5 )
y = 2 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 5 + 3 5 x ) (I) -2x +3y = 1 (II)

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

-2x + 3 · ( 2 5 + 3 5 x ) = 1
-2x + 9 5 x + 6 5 = 1
- 1 5 x + 6 5 = 1 |⋅ 5
5( - 1 5 x + 6 5 ) = 5
-x +6 = 5 | -6
-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 5 + 3 5 1

= 2 5 + 3 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

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 1110 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 = 1110 (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1110
-3y +4x = 1110 | -4x
-3y = 1110 -4x |:(-3 )
y = -370 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -370 + 4 3 x ) (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -370 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -370 + 4 3 x ) = 2010
7x -4x +1110 = 2010
3x +1110 = 2010 | -1110
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -370 + 4 3 300

= -370 +400

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30