Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +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:

-4( -5 ) +5y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -5 ) +5y = 5
20 +5y = 5
5y +20 = 5 | -20
5y = -15 |:5
y = -3

Die Lösung ist somit: (-5|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x - y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|6)
denn -4⋅( - 7 ) -16 = 28 -6 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|10)
denn -4⋅( - 8 ) -110 = 32 -10 = 22

Oder : (-6|2)
denn -4⋅( - 6 ) -12 = 24 -2 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -16 (I) x +2y = 6 (II)

Lösung einblenden
4x = -16 (I) x +2y = 6 (II)

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

4x = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

x = -4 (I) x +2y = 6 (II)

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

1 · ( -4 ) +2y = 6
-4 +2y = 6
2y -4 = 6 | +4
2y = 10 |:2
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 11 (I) -4x -2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 11 (I) -4x -2y = -2 (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 = 11
y -3x = 11 | +3x
y = 11 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 +3x ) (I) -4x -2y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -2 · ( 11 +3x ) = -2
-4x -6x -22 = -2
-10x -22 = -2 | +22
-10x = 20 |:(-10 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 +3( -2 )

= 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -18 (I) 4x -3y = -33 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -18 (I) 4x -3y = -33 (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 -4y = -18 | +4y
x = -18 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -18 +4y ) (I) 4x -3y = -33 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -18 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -18 +4y ) -3y = -33
16y -72 -3y = -33
13y -72 = -33 | +72
13y = 39 |:13
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -18 +43

= -18 +12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +9 = 4x - y (I)
-3x +2y = 2x +3( 11 + 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:

5x +9 = 4x - y (I)
-3x +2y = 2x +3( 11 + y) (II)
5x +9 = 4x - y | -9 -4x + y (I)
-3x +2y = 2x +33 +3y | -2x -3y (II)
x +y = -9 (I) -5x -y = 33 (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:

-5x - y = 33
-y -5x = 33 | +5x
-y = 33 +5x |:(-1 )
y = -33 -5x

Als neues LGS erhält man so:

x +y = -9 (I) +y = ( -33 -5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -33 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 1 · ( -33 -5x ) = -9
x -5x -33 = -9
-4x -33 = -9 | +33
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -33 -5( -6 )

= -33 +30

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = 4 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 -5y = ?

-2x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = 12 -20 = -8

-2x -1y = 6 -4 = 2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = -8

-2x -1y = 2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x -2y = -6 (I) -3x +5y = 15 (II)

Lösung einblenden
2x -2y = -6 (I) -3x +5y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 3 + x ) (I) -3x +5y = 15 (II)

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

-3x + 5 · ( 3 + x ) = 15
-3x +5x +15 = 15
2x +15 = 15 | -15
2x = 0 |:2
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +0

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (0|3)

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 350 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 300 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 = 350 (I) 3x -3y = 300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 350
-2y +3x = 350 | -3x
-2y = 350 -3x |:(-2 )
y = -175 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -175 + 3 2 x ) (I) 3x -3y = 300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -175 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -175 + 3 2 x ) = 300
3x - 9 2 x +525 = 300
- 3 2 x +525 = 300 |⋅ 2
2( - 3 2 x +525 ) = 600
-3x +1050 = 600 | -1050
-3x = -450 |:(-3 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -175 + 3 2 150

= -175 +225

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50