Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 25 .

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

Lösung einblenden

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

3⋅5 -5y = 25

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅5 -5y = 25
15 -5y = 25
-5y +15 = 25 | -15
-5y = 10 |:(-5 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x -2y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|-3)
denn -2⋅( - 7 ) -2⋅( - 3 ) = 14 +6 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-9|-1)
denn -2⋅( - 9 ) -2⋅( - 1 ) = 18 +2 = 20

Oder : (-5|-5)
denn -2⋅( - 5 ) -2⋅( - 5 ) = 10 +10 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 21 (I) -3x = 15 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 21 (I) -3x = 15 (II)

Man erkennt, dass in der 2. 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:

-4x -y = 21 (I) x = -5 (II)

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

-4 · ( -5 ) - y = 21
20 - y = 21
-y +20 = 21 | -20
-y = 1 |:(-1 )
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -y = -17 (I) x +2y = 4 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = -17 (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:

-3x -y = -17 (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:

-3 · ( 4 -2y ) - y = -17
-12 +6y - y = -17
5y -12 = -17 | +12
5y = -5 |:5
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -2⋅( -1 )

= 4 +2

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +5y = 25 (I) 2x +3y = 5 (II)

Lösung einblenden
-5x +5y = 25 (I) 2x +3y = 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +5y = 25
5y -5x = 25 | +5x
5y = 25 +5x |:5
y = 5 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 3 · ( 5 + x ) = 5
2x +15 +3x = 5
5x +15 = 5 | -15
5x = -10 |:5
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -2

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x + 1 2 y = -4 (I) 2x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x + 1 2 y = -4 (I) 2x +2y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x + 1 2 y = -4
1 2 y - 1 5 x = -4 |⋅ 10
10( 1 2 y - 1 5 x) = -40
5y -2x = -40 | +2x
5y = -40 +2x |:5
y = -8 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -8 + 2 5 x ) (I) 2x +2y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -8 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( -8 + 2 5 x ) = -2
2x -16 + 4 5 x = -2
14 5 x -16 = -2 |⋅ 5
5( 14 5 x -16 ) = -10
14x -80 = -10 | +80
14x = 70 |:14
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -8 + 2 5 ⋅5

= -8 +2

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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.:

-1x -1y = ?

2x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -1y = 2 +5 = 7

2x +4y = -4 -20 = -24

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = 7

2x +4y = -24

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -4y = -2 (I) 4x +16y = 5 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = -2 (I) 4x +16y = 5 (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) 4x +16y = 5 (II)

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

4 · ( 2 -4y ) +16y = 5
8 -16y +16y = 5
8 = 5 | -8
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1325 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1695 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 -5y = 1325 (I) 6x -3y = 1695 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -5y = 1325
-5y +5x = 1325 | -5x
-5y = 1325 -5x |:(-5 )
y = -265 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -265 + x ) (I) 6x -3y = 1695 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -265 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -3 · ( -265 + x ) = 1695
6x +795 -3x = 1695
3x +795 = 1695 | -795
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -265 +300

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35