Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = 17 .

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

Lösung einblenden

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

2x - ( -5 ) = 17

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x - ( -5 ) = 17
2x +5 = 17 | -5
2x = 12 |:2
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|-2)
denn -2⋅2 -2( - 2 ) = -4 +4 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|0)
denn -2⋅0 -20 = 0 +0 = 0

Oder : (4|-4)
denn -2⋅4 -2( - 4 ) = -8 +8 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = -4 (I) 4x = -16 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = -4 (I) 4x = -16 (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 = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -4 ) +3y = -4
8 +3y = -4
3y +8 = -4 | -8
3y = -12 |:3
y = -4

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|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +y = 10 (I) 4x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x +y = 10 (I) 4x +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:

4x + y = -6
y +4x = -6 | -4x
y = -6 -4x

Als neues LGS erhält man so:

-4x +y = 10 (I) +y = ( -6 -4x ) (II)

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

-4x + 1 · ( -6 -4x ) = 10
-4x -4x -6 = 10
-8x -6 = 10 | +6
-8x = 16 |:(-8 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -4( -2 )

= -6 +8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = 12 (I) -x -5y = -12 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = 12 (I) x = ( 12 -5y ) (II)

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

-2 · ( 12 -5y ) +2y = 12
10y -24 +2y = 12
12y -24 = 12 | +24
12y = 36 |:12
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -53

= 12 -15

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
- 1 5 x - 1 3 y = - 4 5 (I) 1 2 x - 1 4 y = - 5 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x - 1 3 y = - 4 5
- 1 3 y - 1 5 x = - 4 5 |⋅ 15
15( - 1 3 y - 1 5 x) = -12
-5y -3x = -12 | +3x
-5y = -12 +3x |:(-5 )
y = 12 5 - 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 12 5 - 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x - 1 4 · ( 12 5 - 3 5 x ) = - 5 4
1 2 x + 3 20 x - 3 5 = - 5 4
13 20 x - 3 5 = - 5 4 |⋅ 20
20( 13 20 x - 3 5 ) = -25
13x -12 = -25 | +12
13x = -13 |:13
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 5 - 3 5 ( -1 )

= 12 5 + 3 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 5 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 +4y = ?

-3x +5y = ?

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

-5x +4y = -15 +20 = 5

-3x +5y = -9 +25 = 16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +4y = 5

-3x +5y = 16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -y = 0 (I) 4x -y = 12 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = 0 (I) 4x -y = 12 (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 = 12
-y +4x = 12 | -4x
-y = 12 -4x |:(-1 )
y = -12 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -y = 0 (I) +y = ( -12 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -1 · ( -12 +4x ) = 0
-2x -4x +12 = 0
-6x +12 = 0 | -12
-6x = -12 |:(-6 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 +42

= -12 +8

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 125 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 980 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 -5y = 125 (I) 7x -2y = 980 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 125
-5y +2x = 125 | -2x
-5y = 125 -2x |:(-5 )
y = -25 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -25 + 2 5 x ) (I) 7x -2y = 980 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -25 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -25 + 2 5 x ) = 980
7x - 4 5 x +50 = 980
31 5 x +50 = 980 |⋅ 5
5( 31 5 x +50 ) = 4900
31x +250 = 4900 | -250
31x = 4650 |:31
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 + 2 5 150

= -25 +60

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35