Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = 1 .

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

Lösung einblenden

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

-x +51 = 1

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +51 = 1
-x +5 = 1 | -5
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

Die Lösung ist somit: (4|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = 11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|4)
denn -3⋅3 +54 = -9 +20 = 11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (8|7)
denn -3⋅8 +57 = -24 +35 = 11

Oder : (-2|1)
denn -3⋅( - 2 ) +51 = 6 +5 = 11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = -10 (I) -2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-x -y = -10 (I) -2y = -8 (II)

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

-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = -10 (I) +y = 4 (II)

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

-x -1 · 4 = -10
-x -4 = -10 | +4
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +2y = -10 (I) x +2y = 15 (II)

Lösung einblenden
-4x +2y = -10 (I) x +2y = 15 (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 = 15 | -2y
x = 15 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +2y = -10 (I) x = ( 15 -2y ) (II)

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

-4 · ( 15 -2y ) +2y = -10
8y -60 +2y = -10
10y -60 = -10 | +60
10y = 50 |:10
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -25

= 15 -10

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -6 -2y ) +2y = -2
-6y -18 +2y = -2
-4y -18 = -2 | +18
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -2( -4 )

= -6 +8

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 4 x + 3 2 y = 3 (I) - 2 3 x - 1 2 y = - 8 3 (II)

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3 4 x + 3 2 y = 3
3 2 y + 3 4 x = 3 |⋅ 4
4( 3 2 y + 3 4 x) = 12
6y +3x = 12 | -3x
6y = 12 -3x |:6
y = 2 - 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 - 1 2 x ) (I) - 2 3 x - 1 2 y = - 8 3 (II)

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

- 2 3 x - 1 2 · ( 2 - 1 2 x ) = - 8 3
- 2 3 x + 1 4 x -1 = - 8 3
- 5 12 x -1 = - 8 3 |⋅ 12
12( - 5 12 x -1 ) = -32
-5x -12 = -32 | +12
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 1. 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 = -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.:

-3x -5y = ?

-2x -1y = ?

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

-3x -5y = -3 +25 = 22

-2x -1y = -2 +5 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = 22

-2x -1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x +y = -13 (I) x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
5x +y = -13 (I) x -2y = 4 (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 = 4 | +2y
x = 4 +2y

Als neues LGS erhält man so:

5x +y = -13 (I) x = ( 4 +2y ) (II)

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

5 · ( 4 +2y ) + y = -13
10y +20 + y = -13
11y +20 = -13 | -20
11y = -33 |:11
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +2( -3 )

= 4 -6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

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 1035 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 735 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 = 1035 (I) 3x -3y = 735 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -3y = 1035
-3y +4x = 1035 | -4x
-3y = 1035 -4x |:(-3 )
y = -345 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -345 + 4 3 x ) (I) 3x -3y = 735 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -345 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -345 + 4 3 x ) = 735
3x -4x +1035 = 735
-x +1035 = 735 | -1035
-x = -300 |:(-1 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -345 + 4 3 300

= -345 +400

= 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