Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = 13 .

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

Lösung einblenden

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

3( -1 ) -4y = 13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -1 ) -4y = 13
-3 -4y = 13
-4y -3 = 13 | +3
-4y = 16 |:(-4 )
y = -4

Die Lösung ist somit: (-1|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +5y = -7 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|1)
denn -2⋅6 +51 = -12 +5 = -7

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|3)
denn -2⋅11 +53 = -22 +15 = -7

Oder : (1|-1)
denn -2⋅1 +5( - 1 ) = -2 -5 = -7

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = 16 (I) 4x = -24 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = 16 (I) 4x = -24 (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 = -24 |:4
x = -6

Als neues LGS erhält man so:

-3x +y = 16 (I) x = -6 (II)

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -2( -4 )

= -6 +8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -4y = 24 (I) -3x -5y = -7 (II)

Lösung einblenden
5x -4y = 24 (I) -3x -5y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 24
-4y +5x = 24 | -5x
-4y = 24 -5x |:(-4 )
y = -6 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 + 5 4 x ) (I) -3x -5y = -7 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -6 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -5 · ( -6 + 5 4 x ) = -7
-3x - 25 4 x +30 = -7
- 37 4 x +30 = -7 |⋅ 4
4( - 37 4 x +30 ) = -28
-37x +120 = -28 | -120
-37x = -148 |:(-37 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 + 5 4 4

= -6 +5

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x - 2 3 y = 8 3 (I) - 3 2 x +y = - 7 2 (II)

Lösung einblenden
2 3 x - 2 3 y = 8 3 (I) - 3 2 x +y = - 7 2 (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:

- 3 2 x + y = - 7 2
y - 3 2 x = - 7 2 |⋅ 2
2( y - 3 2 x) = -7
2y -3x = -7 | +3x
2y = -7 +3x |:2
y = - 7 2 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

2 3 x - 2 3 y = 8 3 (I) +y = ( - 7 2 + 3 2 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( - 7 2 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 3 x - 2 3 · ( - 7 2 + 3 2 x ) = 8 3
2 3 x - x + 7 3 = 8 3
- 1 3 x + 7 3 = 8 3 |⋅ 3
3( - 1 3 x + 7 3 ) = 8
-x +7 = 8 | -7
-x = 1 |:(-1 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 2 + 3 2 ( -1 )

= - 7 2 - 3 2

= -3,5 -1,5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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.:

-5x +1y = ?

-4x +3y = ?

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

-5x +1y = -20 +4 = -16

-4x +3y = -16 +12 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = -16

-4x +3y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x -4y = -29 (I) -5x -2y = -27 (II)

Lösung einblenden
-5x -4y = -29 (I) -5x -2y = -27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = -29
-4y -5x = -29 | +5x
-4y = -29 +5x |:(-4 )
y = 29 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 29 4 - 5 4 x ) (I) -5x -2y = -27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 29 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x -2 · ( 29 4 - 5 4 x ) = -27
-5x + 5 2 x - 29 2 = -27
- 5 2 x - 29 2 = -27 |⋅ 2
2( - 5 2 x - 29 2 ) = -54
-5x -29 = -54 | +29
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 29 4 - 5 4 5

= 29 4 - 25 4

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 720 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 225 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:

6x -4y = 720 (I) 3x -5y = 225 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 720
-4y +6x = 720 | -6x
-4y = 720 -6x |:(-4 )
y = -180 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -180 + 3 2 x ) (I) 3x -5y = 225 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -180 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -180 + 3 2 x ) = 225
3x - 15 2 x +900 = 225
- 9 2 x +900 = 225 |⋅ 2
2( - 9 2 x +900 ) = 450
-9x +1800 = 450 | -1800
-9x = -1350 |:(-9 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -180 + 3 2 150

= -180 +225

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45