Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (0|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 0 in die Gleichung ein und erhält:

20 +4y = 4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

20 +4y = 4
4y = 4 |:4
y = 1

Die Lösung ist somit: (0|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +5y = 35 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|1)
denn 5⋅6 +51 = 30 +5 = 35

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|-4)
denn 5⋅11 +5( - 4 ) = 55 -20 = 35

Oder : (1|6)
denn 5⋅1 +56 = 5 +30 = 35

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

2y = 2 |:2
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

-4x -3y = -7 (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:

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

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: (1|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -24 (I) -3x +3y = 27 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -24 (I) -3x +3y = 27 (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 = -24 | +4y
x = -24 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -24 +4y ) (I) -3x +3y = 27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -24 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( -24 +4y ) +3y = 27
72 -12y +3y = 27
-9y +72 = 27 | -72
-9y = -45 |:(-9 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -24 +45

= -24 +20

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +2y = 8 (I) -2x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
-2x +2y = 8 (I) -2x +y = 9 (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 = 9
y -2x = 9 | +2x
y = 9 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = 8 (I) +y = ( 9 +2x ) (II)

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

-2x + 2 · ( 9 +2x ) = 8
-2x +18 +4x = 8
2x +18 = 8 | -18
2x = -10 |:2
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +2( -5 )

= 9 -10

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3 5 x -y = 4 5 (I) 3 4 x - 3 5 y = 33 20 (II)

Lösung einblenden
3 5 x -y = 4 5 (I) 3 4 x - 3 5 y = 33 20 (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:

3 5 x - y = 4 5
-y + 3 5 x = 4 5 |⋅ 5
5( -y + 3 5 x) = 4
-5y +3x = 4 | -3x
-5y = 4 -3x |:(-5 )
y = - 4 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 4 5 + 3 5 x ) (I) 3 4 x - 3 5 y = 33 20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 4 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3 4 x - 3 5 · ( - 4 5 + 3 5 x ) = 33 20
3 4 x + 12 25 - 9 25 x = 33 20
39 100 x + 12 25 = 33 20 |⋅ 100
100( 39 100 x + 12 25 ) = 165
39x +48 = 165 | -48
39x = 117 |:39
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 4 5 + 3 5 3

= - 4 5 + 9 5

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (3|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.:

5x -2y = ?

8x -5y = ?

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

5x -2y = -20 -6 = -26

8x -5y = -32 -15 = -47

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -2y = -26

8x -5y = -47

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = 21 (I) -x +y = 11 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = 21 (I) -x +y = 11 (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:

-x + y = 11
y - x = 11 | + x
y = 11 + x

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = 21 (I) +y = ( 11 + x ) (II)

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

-x + 3 · ( 11 + x ) = 21
-x +33 +3x = 21
2x +33 = 21 | -33
2x = -12 |:2
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -6

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 380 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1935 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:

2x -4y = 380 (I) 7x -3y = 1935 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 380
-4y +2x = 380 | -2x
-4y = 380 -2x |:(-4 )
y = -95 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + 1 2 x ) (I) 7x -3y = 1935 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -95 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -95 + 1 2 x ) = 1935
7x +285 - 3 2 x = 1935
11 2 x +285 = 1935 |⋅ 2
2( 11 2 x +285 ) = 3870
11x +570 = 3870 | -570
11x = 3300 |:11
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -95 + 1 2 300

= -95 +150

= 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