Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = 7 .

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

Lösung einblenden

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

-3( -5 ) -4y = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -5 ) -4y = 7
15 -4y = 7
-4y +15 = 7 | -15
-4y = -8 |:(-4 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (-5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = -10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|4)
denn 5⋅( - 6 ) +54 = -30 +20 = -10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-1)
denn 5⋅( - 1 ) +5( - 1 ) = -5 -5 = -10

Oder : (-11|9)
denn 5⋅( - 11 ) +59 = -55 +45 = -10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = 1 (I) 4x = -12 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 1 (I) 4x = -12 (II)

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

4x = -12 |:4
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( -3 ) -2y = 1
9 -2y = 1
-2y +9 = 1 | -9
-2y = -8 |:(-2 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -7 (I) x +4y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -7 (I) x +4y = 16 (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 = 16 | -4y
x = 16 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -7 (I) x = ( 16 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 16 -4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 16 -4y ) +3y = -7
16y -64 +3y = -7
19y -64 = -7 | +64
19y = 57 |:19
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -43

= 16 -12

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = 1 (I) -2x -5y = 0 (II)

Lösung einblenden
x +2y = 1 (I) -2x -5y = 0 (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 = 1 | -2y
x = 1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 -2y ) (I) -2x -5y = 0 (II)

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

-2 · ( 1 -2y ) -5y = 0
4y -2 -5y = 0
-y -2 = 0 | +2
-y = 2 |:(-1 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -2( -2 )

= 1 +4

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2( x + y) +1 = -4 + y (I)
2( 1 - y) = 2x (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( x + y) +1 = -4 + y (I)
2( 1 - y) = 2x (II)
-2x +1 -2y = -4 + y | -1 - y (I)
2 -2y = 2x | -2 -2x (II)
-2x -3y = -5 (I) -2x -2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( 5 3 - 2 3 x ) = -2
-2x + 4 3 x - 10 3 = -2
- 2 3 x - 10 3 = -2 |⋅ 3
3( - 2 3 x - 10 3 ) = -6
-2x -10 = -6 | +10
-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 3 - 2 3 ( -2 )

= 5 3 + 4 3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = -2 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 = ?

-7x -8y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

-4x -5y = 20 +10 = 30

-7x -8y = 35 +16 = 51

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = 30

-7x -8y = 51

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -5y = 4 (I) -x -3y = 4 (II)

Lösung einblenden
x -5y = 4 (I) -x -3y = 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 -3y = 4 | +3y
-x = 4 +3y |:(-1 )
x = -4 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x -5y = 4 (I) x = ( -4 -3y ) (II)

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

1 · ( -4 -3y ) -5y = 4
-3y -4 -5y = 4
-8y -4 = 4 | +4
-8y = 8 |:(-8 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 -3( -1 )

= -4 +3

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 550 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 500 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:

5x -4y = 550 (I) 5x -5y = 500 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 550
-4y +5x = 550 | -5x
-4y = 550 -5x |:(-4 )
y = - 275 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 275 2 + 5 4 x ) (I) 5x -5y = 500 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 275 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( - 275 2 + 5 4 x ) = 500
5x - 25 4 x + 1375 2 = 500
- 5 4 x + 1375 2 = 500 |⋅ 4
4( - 5 4 x + 1375 2 ) = 2000
-5x +2750 = 2000 | -2750
-5x = -750 |:(-5 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 275 2 + 5 4 150

= - 275 2 + 375 2

= -137,5 +187,5

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