Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -4y = 5 .

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

Lösung einblenden

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

5( -3 ) -4y = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

5( -3 ) -4y = 5
-15 -4y = 5
-4y -15 = 5 | +15
-4y = 20 |:(-4 )
y = -5

Die Lösung ist somit: (-3|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +2y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|7)
denn 4⋅2 +27 = 8 +14 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|3)
denn 4⋅4 +23 = 16 +6 = 22

Oder : (0|11)
denn 4⋅0 +211 = 0 +22 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 0 (I) +4y = -16 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 0 (I) +4y = -16 (II)

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

4y = -16 |:4
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = 0 (I) +y = -4 (II)

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

4x + 2 · ( -4 ) = 0
4x -8 = 0 | +8
4x = 8 |:4
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -22

= -1 -4

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = 18 (I) 2x +5y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 18 (I) 2x +5y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 18
-3y -4x = 18 | +4x
-3y = 18 +4x |:(-3 )
y = -6 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - 4 3 x ) (I) 2x +5y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -6 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 5 · ( -6 - 4 3 x ) = -2
2x -30 - 20 3 x = -2
- 14 3 x -30 = -2 |⋅ 3
3( - 14 3 x -30 ) = -6
-14x -90 = -6 | +90
-14x = 84 |:(-14 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - 4 3 ( -6 )

= -6 +8

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -9y = 2( 21 -2y) (I)
3 = 4x -15 - 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:

4x -9y = 2( 21 -2y) (I)
3 = 4x -15 - y (II)
4x -9y = 42 -4y | + 4y (I)
3 = 4x -15 - y | -3 -4x + y (II)
4x -5y = 42 (I) -4x +y = -18 (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 = -18
y -4x = -18 | +4x
y = -18 +4x

Als neues LGS erhält man so:

4x -5y = 42 (I) +y = ( -18 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -18 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -18 +4x ) = 42
4x +90 -20x = 42
-16x +90 = 42 | -90
-16x = -48 |:(-16 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -18 +43

= -18 +12

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-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 = ?

-2x -12y = ?

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

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

-2x -12y = 8 +24 = 32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = 14

-2x -12y = 32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x -2y = 20 (I) -3x -3y = 21 (II)

Lösung einblenden
-5x -2y = 20 (I) -3x -3y = 21 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -2y = 20
-2y -5x = 20 | +5x
-2y = 20 +5x |:(-2 )
y = -10 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -10 - 5 2 x ) (I) -3x -3y = 21 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -10 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -3 · ( -10 - 5 2 x ) = 21
-3x +30 + 15 2 x = 21
9 2 x +30 = 21 |⋅ 2
2( 9 2 x +30 ) = 42
9x +60 = 42 | -60
9x = -18 |:9
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -10 - 5 2 ( -2 )

= -10 +5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 1575 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1065 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 -5y = 1575 (I) 4x -3y = 1065 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 1575
-5y +6x = 1575 | -6x
-5y = 1575 -6x |:(-5 )
y = -315 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -315 + 6 5 x ) (I) 4x -3y = 1065 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -315 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -315 + 6 5 x ) = 1065
4x +945 - 18 5 x = 1065
2 5 x +945 = 1065 |⋅ 5
5( 2 5 x +945 ) = 5325
2x +4725 = 5325 | -4725
2x = 600 |:2
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -315 + 6 5 300

= -315 +360

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (300|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45