Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

4x + ( -5 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x + ( -5 ) = 7
4x -5 = 7 | +5
4x = 12 |:4
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = -28 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|7)
denn -1⋅0 -47 = 0 -28 = -28

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|8)
denn -1⋅( - 4 ) -48 = 4 -32 = -28

Oder : (4|6)
denn -1⋅4 -46 = -4 -24 = -28

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 9 (I) 4x +4y = 0 (II)

Lösung einblenden
+3y = 9 (I) 4x +4y = 0 (II)

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

3y = 9 |:3
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

+y = 3 (I) 4x +4y = 0 (II)

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

4x + 4 · 3 = 0
4x +12 = 0 | -12
4x = -12 |:4
x = -3

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: (-3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 26 (I) -4x +3y = -2 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 26 (I) -4x +3y = -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:

4x + y = 26
y +4x = 26 | -4x
y = 26 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 26 -4x ) (I) -4x +3y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 26 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 3 · ( 26 -4x ) = -2
-4x -12x +78 = -2
-16x +78 = -2 | -78
-16x = -80 |:(-16 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 26 -45

= 26 -20

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -4y = -20 (I) -5x +2y = 25 (II)

Lösung einblenden
4x -4y = -20 (I) -5x +2y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = -20
-4y +4x = -20 | -4x
-4y = -20 -4x |:(-4 )
y = 5 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 5 + x ) (I) -5x +2y = 25 (II)

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

-5x + 2 · ( 5 + x ) = 25
-5x +2x +10 = 25
-3x +10 = 25 | -10
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -5

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 5 x -y = - 48 5 (I) 3x +3y = 36 (II)

Lösung einblenden
- 3 5 x -y = - 48 5 (I) 3x +3y = 36 (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:

- 3 5 x - y = - 48 5
-y - 3 5 x = - 48 5 |⋅ 5
5( -y - 3 5 x) = -48
-5y -3x = -48 | +3x
-5y = -48 +3x |:(-5 )
y = 48 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 48 5 - 3 5 x ) (I) 3x +3y = 36 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 48 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 3 · ( 48 5 - 3 5 x ) = 36
3x - 9 5 x + 144 5 = 36
6 5 x + 144 5 = 36 |⋅ 5
5( 6 5 x + 144 5 ) = 180
6x +144 = 180 | -144
6x = 36 |:6
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 48 5 - 3 5 6

= 48 5 - 18 5

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = 1 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 = 1 einsetzen und ausrechnen:

-5x +1y = -20 +1 = -19

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +1y = -19

-4x +3y = -13

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +2y = 2 (I) -8x -4y = -5 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 2 (I) -8x -4y = -5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +2y = 2
2y +4x = 2 | -4x
2y = 2 -4x |:2
y = 1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 -2x ) (I) -8x -4y = -5 (II)

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

-8x -4 · ( 1 -2x ) = -5
-8x +8x -4 = -5
-4 = -5 | +4
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 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 800 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1650 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 = 800 (I) 6x -3y = 1650 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -2y = 800
-2y +3x = 800 | -3x
-2y = 800 -3x |:(-2 )
y = -400 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -400 + 3 2 x ) (I) 6x -3y = 1650 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -400 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -400 + 3 2 x ) = 1650
6x - 9 2 x +1200 = 1650
3 2 x +1200 = 1650 |⋅ 2
2( 3 2 x +1200 ) = 3300
3x +2400 = 3300 | -2400
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -400 + 3 2 300

= -400 +450

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50