Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x + y = 15 .

Bestimme x so, dass (x|1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 1 in die Gleichung ein und erhält:

2x + 1 = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x + 1 = 15
2x +1 = 15 | -1
2x = 14 |:2
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|-3)
denn -4⋅( - 2 ) +2( - 3 ) = 8 -6 = 2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|1)
denn -4⋅0 +21 = 0 +2 = 2

Oder : (-4|-7)
denn -4⋅( - 4 ) +2( - 7 ) = 16 -14 = 2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +3y = 1 (I) -4y = 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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 3 · ( -1 ) = 1
-2x -3 = 1 | +3
-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

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: (-2|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 9 (I) 2x -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 9 (I) 2x -3y = -15 (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 +4y = 9 | -4y
x = 9 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 9 -4y ) (I) 2x -3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 9 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 9 -4y ) -3y = -15
18 -8y -3y = -15
-11y +18 = -15 | -18
-11y = -33 |:(-11 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 9 -43

= 9 -12

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 13 (I) x +3y = 14 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 13 (I) x +3y = 14 (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 +3y = 14 | -3y
x = 14 -3y

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 13 (I) x = ( 14 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 14 -3y ) +3y = 13
28 -6y +3y = 13
-3y +28 = 13 | -28
-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -35

= 14 -15

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 5 · ( 1 5 - 1 5 y ) - 2 5 y = - 2 5
2 25 - 2 25 y - 2 5 y = - 2 5
- 12 25 y + 2 25 = - 2 5 |⋅ 25
25( - 12 25 y + 2 25 ) = -10
-12y +2 = -10 | -2
-12y = -12 |:(-12 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 5 - 1 5 1

= 1 5 - 1 5

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 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 -2y = ?

1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-1x -2y = -4 +6 = 2

1x +1y = 4 -3 = 1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -2y = 2

1x +1y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = -10 (I) 3x -2y = -7 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = -10 (I) 3x -2y = -7 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 + 2 5 x ) (I) 3x -2y = -7 (II)

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

3x -2 · ( -2 + 2 5 x ) = -7
3x +4 - 4 5 x = -7
11 5 x +4 = -7 |⋅ 5
5( 11 5 x +4 ) = -35
11x +20 = -35 | -20
11x = -55 |:11
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 2 5 ( -5 )

= -2 -2

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 750 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1300 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:

3x -3y = 750 (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 750
-3y +3x = 750 | -3x
-3y = 750 -3x |:(-3 )
y = -250 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -250 + x ) (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -250 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -250 + x ) = 1300
5x +1000 -4x = 1300
x +1000 = 1300 | -1000
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -250 +300

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50