Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = -13 .

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

-5x +26 = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +26 = -13
-5x +12 = -13 | -12
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x + y = 19 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|-1)
denn -4⋅( - 5 ) +1( - 1 ) = 20 -1 = 19

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|3)
denn -4⋅( - 4 ) +13 = 16 +3 = 19

Oder : (-6|-5)
denn -4⋅( - 6 ) +1( - 5 ) = 24 -5 = 19

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = -15 (I) +4y = -12 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = -15 (I) +4y = -12 (II)

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

4y = -12 |:4
y = -3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( -3 ) = -15
-3x -9 = -15 | +9
-3x = -6 |:(-3 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +3y = -22 (I) 2x +y = -14 (II)

Lösung einblenden
x +3y = -22 (I) 2x +y = -14 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

x +3y = -22 (I) +y = ( -14 -2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -14 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x + 3 · ( -14 -2x ) = -22
x -6x -42 = -22
-5x -42 = -22 | +42
-5x = 20 |:(-5 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -14 -2( -4 )

= -14 +8

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +4y = -30 (I) x +3y = -10 (II)

Lösung einblenden
-2x +4y = -30 (I) x +3y = -10 (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 = -10 | -3y
x = -10 -3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +4y = -30 (I) x = ( -10 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -10 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -10 -3y ) +4y = -30
6y +20 +4y = -30
10y +20 = -30 | -20
10y = -50 |:10
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 -3( -5 )

= -10 +15

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x + 2 5 y = 4 (I) 1 3 x +y = 20 3 (II)

Lösung einblenden
2 5 x + 2 5 y = 4 (I) 1 3 x +y = 20 3 (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 3 x + y = 20 3
y + 1 3 x = 20 3 |⋅ 3
3( y + 1 3 x) = 20
3y + x = 20 | - x
3y = 20 - x |:3
y = 20 3 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

2 5 x + 2 5 y = 4 (I) +y = ( 20 3 - 1 3 x ) (II)

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

2 5 x + 2 5 · ( 20 3 - 1 3 x ) = 4
2 5 x - 2 15 x + 8 3 = 4
4 15 x + 8 3 = 4 |⋅ 15
15( 4 15 x + 8 3 ) = 60
4x +40 = 60 | -40
4x = 20 |:4
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 20 3 - 1 3 5

= 20 3 - 5 3

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

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.:

3x +3y = ?

1x +4y = ?

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

3x +3y = 9 -12 = -3

1x +4y = 3 -16 = -13

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +3y = -3

1x +4y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = -2 (I) 8x +4y = 7 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = -2 (I) 8x +4y = 7 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 -2x ) (I) 8x +4y = 7 (II)

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

8x + 4 · ( 2 -2x ) = 7
8x -8x +8 = 7
8 = 7 | -8
0 = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 700 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1040 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 -5y = 700 (I) 4x -4y = 1040 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 700
-5y +3x = 700 | -3x
-5y = 700 -3x |:(-5 )
y = -140 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -140 + 3 5 x ) (I) 4x -4y = 1040 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -140 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -4 · ( -140 + 3 5 x ) = 1040
4x - 12 5 x +560 = 1040
8 5 x +560 = 1040 |⋅ 5
5( 8 5 x +560 ) = 5200
8x +2800 = 5200 | -2800
8x = 2400 |:8
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -140 + 3 5 300

= -140 +180

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40