Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x -5y = -27 .

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

Lösung einblenden

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

-4x -53 = -27

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-4x -53 = -27
-4x -15 = -27 | +15
-4x = -12 |:(-4 )
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -4y = 23 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-6)
denn 1⋅( - 1 ) -4( - 6 ) = -1 +24 = 23

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-7)
denn 1⋅( - 5 ) -4( - 7 ) = -5 +28 = 23

Oder : (3|-5)
denn 1⋅3 -4( - 5 ) = 3 +20 = 23

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 · ( -3 ) +3y = 12
-3 +3y = 12
3y -3 = 12 | +3
3y = 15 |:3
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -y = 1 (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:

-2x -y = 1 (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:

-2 · ( 4 -2y ) - y = 1
-8 +4y - y = 1
3y -8 = 1 | +8
3y = 9 |:3
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 -23

= 4 -6

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = 12 (I) -4x -y = -21 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = 12 (I) -4x -y = -21 (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 = -21
-y -4x = -21 | +4x
-y = -21 +4x |:(-1 )
y = 21 -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = 12 (I) +y = ( 21 -4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 21 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x + 2 · ( 21 -4x ) = 12
2x +42 -8x = 12
-6x +42 = 12 | -42
-6x = -30 |:(-6 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 -45

= 21 -20

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 5 x +2y = 28 5 (I) 1 3 x +y = 8 3 (II)

Lösung einblenden
2 5 x +2y = 28 5 (I) 1 3 x +y = 8 3 (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:

1 3 x + y = 8 3
y + 1 3 x = 8 3 |⋅ 3
3( y + 1 3 x) = 8
3y + x = 8 | - x
3y = 8 - x |:3
y = 8 3 - 1 3 x

Als neues LGS erhält man so:

2 5 x +2y = 28 5 (I) +y = ( 8 3 - 1 3 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 8 3 - 1 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 5 x + 2 · ( 8 3 - 1 3 x ) = 28 5
2 5 x + 16 3 - 2 3 x = 28 5
- 4 15 x + 16 3 = 28 5 |⋅ 15
15( - 4 15 x + 16 3 ) = 84
-4x +80 = 84 | -80
-4x = 4 |:(-4 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 3 - 1 3 ( -1 )

= 8 3 + 1 3

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 1 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

2x +3y = ?

5x +5y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

2x +3y = -8 +3 = -5

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +3y = -5

5x +5y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -3y = 12 (I) -3x -4y = -26 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 12 (I) -3x -4y = -26 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + x ) (I) -3x -4y = -26 (II)

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

-3x -4 · ( -4 + x ) = -26
-3x +16 -4x = -26
-7x +16 = -26 | -16
-7x = -42 |:(-7 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 870 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 825 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:

7x -4y = 870 (I) 7x -5y = 825 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -4y = 870
-4y +7x = 870 | -7x
-4y = 870 -7x |:(-4 )
y = - 435 2 + 7 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 435 2 + 7 4 x ) (I) 7x -5y = 825 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 435 2 + 7 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( - 435 2 + 7 4 x ) = 825
7x + 2175 2 - 35 4 x = 825
- 7 4 x + 2175 2 = 825 |⋅ 4
4( - 7 4 x + 2175 2 ) = 3300
-7x +4350 = 3300 | -4350
-7x = -1050 |:(-7 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 435 2 + 7 4 150

= - 435 2 + 525 2

= 45

also

y = 45

Die Lösung des LGS ist damit: (150|45)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

kcal-Verbrauch bei einer Stunde Wandern (x-Wert): 150

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 45