Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = -23 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-4x -53 = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -53 = -23
-4x -15 = -23 | +15
-4x = -8 |:(-4 )
x = 2

Die Lösung ist somit: (2|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 36 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|6)
denn -4⋅( - 3 ) +46 = 12 +24 = 36

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|10)
denn -4⋅1 +410 = -4 +40 = 36

Oder : (-7|2)
denn -4⋅( - 7 ) +42 = 28 +8 = 36

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 14 (I) 4x = -8 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 14 (I) 4x = -8 (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 = -8 |:4
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-1 · ( -2 ) +4y = 14
2 +4y = 14
4y +2 = 14 | -2
4y = 12 |:4
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 17 (I) 4x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 17 (I) 4x -2y = 6 (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:

3x + y = 17
y +3x = 17 | -3x
y = 17 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 17 -3x ) (I) 4x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 17 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( 17 -3x ) = 6
4x +6x -34 = 6
10x -34 = 6 | +34
10x = 40 |:10
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 -34

= 17 -12

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -5y = 19 (I) 2x +2y = -14 (II)

Lösung einblenden
-x -5y = 19 (I) 2x +2y = -14 (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 -5y = 19 | +5y
-x = 19 +5y |:(-1 )
x = -19 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -19 -5y ) (I) 2x +2y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -19 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -19 -5y ) +2y = -14
-10y -38 +2y = -14
-8y -38 = -14 | +38
-8y = 24 |:(-8 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -19 -5( -3 )

= -19 +15

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 5 x + 1 4 y = 1 10 (I) - 1 3 x -y = - 4 3 (II)

Lösung einblenden
1 5 x + 1 4 y = 1 10 (I) - 1 3 x -y = - 4 3 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

1 5 x + 1 4 y = 1 10 (I) +y = ( 4 3 - 1 3 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 4 3 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 5 x + 1 4 · ( 4 3 - 1 3 x ) = 1 10
1 5 x - 1 12 x + 1 3 = 1 10
7 60 x + 1 3 = 1 10 |⋅ 60
60( 7 60 x + 1 3 ) = 6
7x +20 = 6 | -20
7x = -14 |:7
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 3 - 1 3 ( -2 )

= 4 3 + 2 3

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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.:

-2x -4y = ?

-5x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-2x -4y = -4 +4 = 0

-5x -7y = -10 +7 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -4y = 0

-5x -7y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +3y = 21 (I) -4x +2y = -6 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 21 (I) -4x +2y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x +3y = 21
3y +4x = 21 | -4x
3y = 21 -4x |:3
y = 7 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 - 4 3 x ) (I) -4x +2y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x + 2 · ( 7 - 4 3 x ) = -6
-4x - 8 3 x +14 = -6
- 20 3 x +14 = -6 |⋅ 3
3( - 20 3 x +14 ) = -18
-20x +42 = -18 | -42
-20x = -60 |:(-20 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 - 4 3 3

= 7 -4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 1430 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 760 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:

5x -2y = 1430 (I) 3x -4y = 760 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -2y = 1430
-2y +5x = 1430 | -5x
-2y = 1430 -5x |:(-2 )
y = -715 + 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -715 + 5 2 x ) (I) 3x -4y = 760 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -715 + 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -715 + 5 2 x ) = 760
3x -10x +2860 = 760
-7x +2860 = 760 | -2860
-7x = -2100 |:(-7 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -715 + 5 2 300

= -715 +750

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35