Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

2( -7 ) + y = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -7 ) + y = -10
-14 + y = -10
y -14 = -10 | +14
y = 4

Die Lösung ist somit: (-7|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +3y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-2)
denn 1⋅6 +3( - 2 ) = 6 -6 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|-3)
denn 1⋅9 +3( - 3 ) = 9 -9 = 0

Oder : (3|-1)
denn 1⋅3 +3( - 1 ) = 3 -3 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -4y = 8 (I) -y = 4 (II)

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

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

-y = 4 |:(-1 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · ( -4 ) = 8
-4x +16 = 8 | -16
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = -26 (I) -4x +y = 24 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = -26 (I) -4x +y = 24 (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:

-4x + y = 24
y -4x = 24 | +4x
y = 24 +4x

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = -26 (I) +y = ( 24 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 24 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( 24 +4x ) = -26
2x -16x -96 = -26
-14x -96 = -26 | +96
-14x = 70 |:(-14 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 24 +4( -5 )

= 24 -20

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +2y = 7 (I) -2x -2y = 0 (II)

Lösung einblenden
-5x +2y = 7 (I) -2x -2y = 0 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +2y = 7
2y -5x = 7 | +5x
2y = 7 +5x |:2
y = 7 2 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 2 + 5 2 x ) (I) -2x -2y = 0 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 2 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -2 · ( 7 2 + 5 2 x ) = 0
-2x -5x -7 = 0
-7x -7 = 0 | +7
-7x = 7 |:(-7 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 2 + 5 2 ( -1 )

= 7 2 - 5 2

= 3,5 -2,5

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x - 1 5 y = 12 5 (I) - 3 4 x -3y = 9 2 (II)

Lösung einblenden
x - 1 5 y = 12 5 (I) - 3 4 x -3y = 9 2 (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 - 1 5 y = 12 5 |⋅ 5
5( x - 1 5 y) = 12
5x - y = 12 | + y
5x = 12 + y |:5
x = 12 5 + 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 5 + 1 5 y ) (I) - 3 4 x -3y = 9 2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 12 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 3 4 · ( 12 5 + 1 5 y ) -3y = 9 2
- 3 20 y - 9 5 -3y = 9 2
- 63 20 y - 9 5 = 9 2 |⋅ 20
20( - 63 20 y - 9 5 ) = 90
-63y -36 = 90 | +36
-63y = 126 |:(-63 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 5 + 1 5 ( -2 )

= 12 5 - 2 5

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 und y = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-1x +4y = ?

1x -3y = ?

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

-1x +4y = 3 -12 = -9

1x -3y = -3 +9 = 6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x +4y = -9

1x -3y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

5x -5y = 35 (I) 4x +3y = 7 (II)

Lösung einblenden
5x -5y = 35 (I) 4x +3y = 7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 35
-5y +5x = 35 | -5x
-5y = 35 -5x |:(-5 )
y = -7 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 3 · ( -7 + x ) = 7
4x +3x -21 = 7
7x -21 = 7 | +21
7x = 28 |:7
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +4

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 150 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 200 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:

2x -3y = 150 (I) 3x -5y = 200 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 150
-3y +2x = 150 | -2x
-3y = 150 -2x |:(-3 )
y = -50 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -50 + 2 3 x ) (I) 3x -5y = 200 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -50 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -50 + 2 3 x ) = 200
3x - 10 3 x +250 = 200
- 1 3 x +250 = 200 |⋅ 3
3( - 1 3 x +250 ) = 600
-x +750 = 600 | -750
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -50 + 2 3 150

= -50 +100

= 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