Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = -26 .

Bestimme x so, dass (x|-4) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -4 in die Gleichung ein und erhält:

2x +5( -4 ) = -26

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x +5( -4 ) = -26
2x -20 = -26 | +20
2x = -6 |:2
x = -3

Die Lösung ist somit: (-3|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-2)
denn -2⋅4 -3( - 2 ) = -8 +6 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|0)
denn -2⋅1 -30 = -2 +0 = -2

Oder : (7|-4)
denn -2⋅7 -3( - 4 ) = -14 +12 = -2

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 5 (I) +3y = 3 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 5 (I) +3y = 3 (II)

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

3y = 3 |:3
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 5 (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 + 1 · 1 = 5
4x +1 = 5 | -1
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:

-2x +y = -7 (I) -x -2y = -6 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -7 (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 |:(-1 )
x = 6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -7 (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:

-2 · ( 6 -2y ) + y = -7
-12 +4y + y = -7
5y -12 = -7 | +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 = 6 -21

= 6 -2

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +5y = 3 (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 |:(-1 )
x = 6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x +5y = 3 (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:

2 · ( 6 +2y ) +5y = 3
12 +4y +5y = 3
9y +12 = 3 | -12
9y = -9 |:9
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +2( -1 )

= 6 -2

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x - 1 2 y = 7 (I) 3 4 x - 3 2 y = 6 (II)

Lösung einblenden
-x - 1 2 y = 7 (I) 3 4 x - 3 2 y = 6 (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 - 1 2 y = 7 |⋅ 2
2( -x - 1 2 y) = 14
-2x - y = 14 | + y
-2x = 14 + y |:(-2 )
x = -7 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -7 - 1 2 y ) (I) 3 4 x - 3 2 y = 6 (II)

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

3 4 · ( -7 - 1 2 y ) - 3 2 y = 6
- 21 4 - 3 8 y - 3 2 y = 6
- 15 8 y - 21 4 = 6 |⋅ 8
8( - 15 8 y - 21 4 ) = 48
-15y -42 = 48 | +42
-15y = 90 |:(-15 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -7 - 1 2 ( -6 )

= -7 +3

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-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.:

1x +5y = ?

-1x -4y = ?

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

1x +5y = -4 -10 = -14

-1x -4y = 4 +8 = 12

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = -14

-1x -4y = 12

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-4x +3y = -12 (I) 4x +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -12 (I) 4x +4y = -16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -12
3y -4x = -12 | +4x
3y = -12 +4x |:3
y = -4 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + 4 3 x ) (I) 4x +4y = -16 (II)

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

4x + 4 · ( -4 + 4 3 x ) = -16
4x -16 + 16 3 x = -16
28 3 x -16 = -16 |⋅ 3
3( 28 3 x -16 ) = -48
28x -48 = -48 | +48
28x = 0 |:28
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 + 4 3 0

= -4 +0

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-4)

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 1680 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2040 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 = 1680 (I) 7x -2y = 2040 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 1680
-4y +6x = 1680 | -6x
-4y = 1680 -6x |:(-4 )
y = -420 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -420 + 3 2 x ) (I) 7x -2y = 2040 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -420 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -2 · ( -420 + 3 2 x ) = 2040
7x +840 -3x = 2040
4x +840 = 2040 | -840
4x = 1200 |:4
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -420 + 3 2 300

= -420 +450

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30