Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -5y = -15 .

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

Lösung einblenden

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

-5 -5y = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5 -5y = -15
-5 -5y = -15
-5y -5 = -15 | +5
-5y = -10 |:(-5 )
y = 2

Die Lösung ist somit: (5|2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = 33 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-5)
denn 4⋅7 -1( - 5 ) = 28 +5 = 33

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|-9)
denn 4⋅6 -1( - 9 ) = 24 +9 = 33

Oder : (8|-1)
denn 4⋅8 -1( - 1 ) = 32 +1 = 33

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 15 (I) -3x -3y = 3 (II)

Lösung einblenden
-3x = 15 (I) -3x -3y = 3 (II)

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

-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) -3x -3y = 3 (II)

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

-3 · ( -5 ) -3y = 3
15 -3y = 3
-3y +15 = 3 | -15
-3y = -12 |:(-3 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4y = 10 (I) x -2y = 4 (II)

Lösung einblenden
x +4y = 10 (I) x -2y = 4 (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 = 4 | +2y
x = 4 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x +4y = 10 (I) x = ( 4 +2y ) (II)

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

1 · ( 4 +2y ) +4y = 10
4 +2y +4y = 10
6y +4 = 10 | -4
6y = 6 |:6
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +21

= 4 +2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = -2 (I) 4x +5y = 46 (II)

Lösung einblenden
x -y = -2 (I) 4x +5y = 46 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 2 + x ) (I) 4x +5y = 46 (II)

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

4x + 5 · ( 2 + x ) = 46
4x +10 +5x = 46
9x +10 = 46 | -10
9x = 36 |:9
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x -y = -9 (I) - 1 3 x + 1 2 y = 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x -y = -9 (I) - 1 3 x + 1 2 y = 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:

1 2 x - y = -9
-y + 1 2 x = -9 |⋅ 2
2( -y + 1 2 x) = -18
-2y + x = -18 | - x
-2y = -18 - x |:(-2 )
y = 9 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 + 1 2 x ) (I) - 1 3 x + 1 2 y = 5 (II)

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

- 1 3 x + 1 2 · ( 9 + 1 2 x ) = 5
- 1 3 x + 9 2 + 1 4 x = 5
- 1 12 x + 9 2 = 5 |⋅ 12
12( - 1 12 x + 9 2 ) = 60
-x +54 = 60 | -54
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 + 1 2 ( -6 )

= 9 -3

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 4 und y = -2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

3x +4y = ?

2x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

3x +4y = 12 -8 = 4

2x +6y = 8 -12 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +4y = 4

2x +6y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -2y = -15 (I) -x -2y = 5 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -15 (I) -x -2y = 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 -2y = 5 | +2y
-x = 5 +2y |:(-1 )
x = -5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -15 (I) x = ( -5 -2y ) (II)

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

3 · ( -5 -2y ) -2y = -15
-15 -6y -2y = -15
-8y -15 = -15 | +15
-8y = 0 |:(-8 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 -2( 0 )

= -5 +0

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 550 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 50 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 -4y = 550 (I) 2x -5y = 50 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 550
-4y +5x = 550 | -5x
-4y = 550 -5x |:(-4 )
y = - 275 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 275 2 + 5 4 x ) (I) 2x -5y = 50 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 275 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( - 275 2 + 5 4 x ) = 50
2x + 1375 2 - 25 4 x = 50
- 17 4 x + 1375 2 = 50 |⋅ 4
4( - 17 4 x + 1375 2 ) = 200
-17x +2750 = 200 | -2750
-17x = -2550 |:(-17 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 275 2 + 5 4 150

= - 275 2 + 375 2

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50