Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +2y = 8 .

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

Lösung einblenden

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

-x +23 = 8

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x +23 = 8
-x +6 = 8 | -6
-x = 2 |:(-1 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|7)
denn -3⋅( - 2 ) +17 = 6 +7 = 13

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|10)
denn -3⋅( - 1 ) +110 = 3 +10 = 13

Oder : (-3|4)
denn -3⋅( - 3 ) +14 = 9 +4 = 13

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x = 3 (I) -4x +2y = 12 (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 = 3 |:(-3 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) -4x +2y = 12 (II)

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

-4 · ( -1 ) +2y = 12
4 +2y = 12
2y +4 = 12 | -4
2y = 8 |:2
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +y = -3 (I) 4x -y = 7 (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 = 7
-y +4x = 7 | -4x
-y = 7 -4x |:(-1 )
y = -7 +4x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 1 · ( -7 +4x ) = -3
-2x -7 +4x = -3
2x -7 = -3 | +7
2x = 4 |:2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 +42

= -7 +8

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = -11 (I) 3x +4y = 3 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = -11 (I) 3x +4y = 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = -11
-3y -4x = -11 | +4x
-3y = -11 +4x |:(-3 )
y = 11 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 11 3 - 4 3 x ) (I) 3x +4y = 3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 11 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x + 4 · ( 11 3 - 4 3 x ) = 3
3x + 44 3 - 16 3 x = 3
- 7 3 x + 44 3 = 3 |⋅ 3
3( - 7 3 x + 44 3 ) = 9
-7x +44 = 9 | -44
-7x = -35 |:(-7 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 3 - 4 3 5

= 11 3 - 20 3

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 = 2( 2x -19 )-5y (I)
3x = 6x -17 - y (II)

Lösung einblenden

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

3 = 2( 2x -19 )-5y (I)
3x = 6x -17 - y (II)
3 = 4x -38 -5y | -3 -4x +5y (I)
3x = 6x -17 - y | -6x + y (II)
-4x +5y = -41 (I) -3x +y = -17 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

-4x +5y = -41 (I) +y = ( -17 +3x ) (II)

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

-4x + 5 · ( -17 +3x ) = -41
-4x -85 +15x = -41
11x -85 = -41 | +85
11x = 44 |:11
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +34

= -17 +12

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = -5 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

5x -1y = ?

8x -1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

5x -1y = -20 +5 = -15

8x -1y = -32 +5 = -27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -1y = -15

8x -1y = -27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x +4y = -2 (I) 3x -3y = -12 (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 = -2 | -4y
-x = -2 -4y |:(-1 )
x = 2 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( 2 +4y ) -3y = -12
6 +12y -3y = -12
9y +6 = -12 | -6
9y = -18 |:9
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +4( -2 )

= 2 -8

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-2)

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 700 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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 = 700 (I) 6x -3y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 700
-4y +6x = 700 | -6x
-4y = 700 -6x |:(-4 )
y = -175 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -175 + 3 2 x ) (I) 6x -3y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -175 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -175 + 3 2 x ) = 750
6x +525 - 9 2 x = 750
3 2 x +525 = 750 |⋅ 2
2( 3 2 x +525 ) = 1500
3x +1050 = 1500 | -1050
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -175 + 3 2 150

= -175 +225

= 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