Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +2y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

-5x +2( -7 ) = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-5x +2( -7 ) = -24
-5x -14 = -24 | +14
-5x = -10 |:(-5 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-5)
denn -5⋅1 -2( - 5 ) = -5 +10 = 5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|0)
denn -5⋅( - 1 ) -20 = 5 +0 = 5

Oder : (3|-10)
denn -5⋅3 -2( - 10 ) = -15 +20 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 16 (I) -4x +y = 15 (II)

Lösung einblenden
-4x = 16 (I) -4x +y = 15 (II)

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

-4x = 16 |:(-4 )
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -4 ) + y = 15
16 + y = 15
y +16 = 15 | -16
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -14 (I) x -2y = 11 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -14 (I) x -2y = 11 (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 -2y = 11 | +2y
x = 11 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-4x +3y = -14 (I) x = ( 11 +2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 11 +2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 11 +2y ) +3y = -14
-8y -44 +3y = -14
-5y -44 = -14 | +44
-5y = 30 |:(-5 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 +2( -6 )

= 11 -12

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +3y = 0 (I) -x +y = 4 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 -3

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

0 = -5( x +2 )-2y (I)
2( x +2 )-4y = -x +2( 7 - y) (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

0 = -5( x +2 )-2y (I)
2( x +2 )-4y = -x +2( 7 - y) (II)
0 = -5x -10 -2y | + 5x +2y (I)
2x +4 -4y = -x +14 -2y | -4 + x +2y (II)
5x +2y = -10 (I) 3x -2y = 10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = -10
2y +5x = -10 | -5x
2y = -10 -5x |:2
y = -5 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -5 - 5 2 x ) (I) 3x -2y = 10 (II)

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

3x -2 · ( -5 - 5 2 x ) = 10
3x +5x +10 = 10
8x +10 = 10 | -10
8x = 0 |:8
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 - 5 2 0

= -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x +28y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = -5 +15 = 10

5x +28y = -25 +84 = 59

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = 10

5x +28y = 59

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · 2y - y = 2
2y - y = 2
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 22

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 2020 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1980 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:

7x -2y = 2020 (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 2020
-2y +7x = 2020 | -7x
-2y = 2020 -7x |:(-2 )
y = -1010 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1010 + 7 2 x ) (I) 7x -3y = 1980 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -1010 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -1010 + 7 2 x ) = 1980
7x - 21 2 x +3030 = 1980
- 7 2 x +3030 = 1980 |⋅ 2
2( - 7 2 x +3030 ) = 3960
-7x +6060 = 3960 | -6060
-7x = -2100 |:(-7 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1010 + 7 2 300

= -1010 +1050

= 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