Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +5y = 7 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

2 +5y = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2 +5y = 7
2 +5y = 7
5y +2 = 7 | -2
5y = 5 |:5
y = 1

Die Lösung ist somit: (2|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -2y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-5)
denn -4⋅1 -2( - 5 ) = -4 +10 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-1)
denn -4⋅( - 1 ) -2( - 1 ) = 4 +2 = 6

Oder : (3|-9)
denn -4⋅3 -2( - 9 ) = -12 +18 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -4 · 1 = -8
x -4 = -8 | +4
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = 2 (I) x -2y = 1 (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 = 1 | +2y
x = 1 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 +2( -1 )

= 1 -2

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -3y = 3 (I) -2x -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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( -4 -2x ) = 3
-3x +6x +12 = 3
3x +12 = 3 | -12
3x = -9 |:3
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -2( -3 )

= -4 +6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-33 = 5x +4y (I)
-26 = 4( x +1 )+5y (II)

Lösung einblenden

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

-33 = 5x +4y (I)
-26 = 4( x +1 )+5y (II)
-33 = 5x +4y | + 33 -5x -4y (I)
-26 = 4x +4 +5y | + 26 -4x -5y (II)
-5x -4y = 33 (I) -4x -5y = 30 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 33
-4y -5x = 33 | +5x
-4y = 33 +5x |:(-4 )
y = - 33 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 33 4 - 5 4 x ) (I) -4x -5y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 33 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -5 · ( - 33 4 - 5 4 x ) = 30
-4x + 25 4 x + 165 4 = 30
9 4 x + 165 4 = 30 |⋅ 4
4( 9 4 x + 165 4 ) = 120
9x +165 = 120 | -165
9x = -45 |:9
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 33 4 - 5 4 ( -5 )

= - 33 4 + 25 4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

1x +1y = ?

2x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

1x +1y = 3 +1 = 4

2x +5y = 6 +5 = 11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +1y = 4

2x +5y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-4x +y = -1 (I) 4x +5y = -5 (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 = -1
y -4x = -1 | +4x
y = -1 +4x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 5 · ( -1 +4x ) = -5
4x +20x -5 = -5
24x -5 = -5 | +5
24x = 0 |:24
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 +40

= -1 +0

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 Stunden wandern. Danach hat sie 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1580 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1225 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:

6x -4y = 1580 (I) 5x -5y = 1225 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 1580
-4y +6x = 1580 | -6x
-4y = 1580 -6x |:(-4 )
y = -395 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -395 + 3 2 x ) (I) 5x -5y = 1225 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -395 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -395 + 3 2 x ) = 1225
5x - 15 2 x +1975 = 1225
- 5 2 x +1975 = 1225 |⋅ 2
2( - 5 2 x +1975 ) = 2450
-5x +3950 = 2450 | -3950
-5x = -1500 |:(-5 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -395 + 3 2 300

= -395 +450

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55