Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = 16 .

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

Lösung einblenden

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

4x +45 = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +45 = 16
4x +20 = 16 | -20
4x = -4 |:4
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = 13 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-2)
denn 1⋅7 -3( - 2 ) = 7 +6 = 13

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-3)
denn 1⋅4 -3( - 3 ) = 4 +9 = 13

Oder : (10|-1)
denn 1⋅10 -3( - 1 ) = 10 +3 = 13

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung ja schon das y gegeben ist.

y = 3


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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +2y = -8 (I) 4x +y = 14 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

-x +2y = -8 (I) +y = ( 14 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 14 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 2 · ( 14 -4x ) = -8
-x +28 -8x = -8
-9x +28 = -8 | -28
-9x = -36 |:(-9 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 14 -44

= 14 -16

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = -12 (I) x -2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -12 (I) x -2y = 6 (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 = 6 | +2y
x = 6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -12 (I) x = ( 6 +2y ) (II)

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

-1 · ( 6 +2y ) +3y = -12
-6 -2y +3y = -12
y -6 = -12 | +6
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +2( -6 )

= 6 -12

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +1 +5y = x +21 (I)
-2( 2x +5 )+3y = 2 (II)

Lösung einblenden

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

-x +1 +5y = x +21 (I)
-2( 2x +5 )+3y = 2 (II)
-x +1 +5y = x +21 | -1 - x (I)
-4x -10 +3y = 2 | + 10 (II)
-2x +5y = 20 (I) -4x +3y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +5y = 20
5y -2x = 20 | +2x
5y = 20 +2x |:5
y = 4 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 3 · ( 4 + 2 5 x ) = 12
-4x +12 + 6 5 x = 12
- 14 5 x +12 = 12 |⋅ 5
5( - 14 5 x +12 ) = 60
-14x +60 = 60 | -60
-14x = 0 |:(-14 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4 + 2 5 ( 0 )

= 4 +0

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 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 -1y = ?

3x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 2 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

1x -1y = 2 -3 = -1

3x -2y = 6 -6 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -1y = -1

3x -2y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +5y = -49 (I) 4x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = -49 (I) 4x +2y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +5y = -49
5y -4x = -49 | +4x
5y = -49 +4x |:5
y = - 49 5 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 49 5 + 4 5 x ) (I) 4x +2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 49 5 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 2 · ( - 49 5 + 4 5 x ) = 14
4x - 98 5 + 8 5 x = 14
28 5 x - 98 5 = 14 |⋅ 5
5( 28 5 x - 98 5 ) = 70
28x -98 = 70 | +98
28x = 168 |:28
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 49 5 + 4 5 6

= - 49 5 + 24 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 660 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 330 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 -3y = 660 (I) 3x -4y = 330 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 660
-3y +5x = 660 | -5x
-3y = 660 -5x |:(-3 )
y = -220 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -220 + 5 3 x ) (I) 3x -4y = 330 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -220 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -4 · ( -220 + 5 3 x ) = 330
3x +880 - 20 3 x = 330
- 11 3 x +880 = 330 |⋅ 3
3( - 11 3 x +880 ) = 990
-11x +2640 = 990 | -2640
-11x = -1650 |:(-11 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -220 + 5 3 150

= -220 +250

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30