Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme y so, dass (-1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -1 in die Gleichung ein und erhält:

-4( -1 ) +2y = -2

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4( -1 ) +2y = -2
4 +2y = -2
2y +4 = -2 | -4
2y = -6 |:2
y = -3

Die Lösung ist somit: (-1|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-1)
denn -2⋅3 -4( - 1 ) = -6 +4 = -2

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|1)
denn -2⋅( - 1 ) -41 = 2 -4 = -2

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

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x = -8 (I) -2x -y = 2 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

2x = -8 |:2
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -4 ) - y = 2
8 - y = 2
-y +8 = 2 | -8
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = -15 (I) x +4y = 27 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = -15 (I) x +4y = 27 (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 +4y = 27 | -4y
x = 27 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x -4y = -15 (I) x = ( 27 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 27 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 27 -4y ) -4y = -15
81 -12y -4y = -15
-16y +81 = -15 | -81
-16y = -96 |:(-16 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 27 -46

= 27 -24

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -14 (I) 3x -5y = -18 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -14 (I) 3x -5y = -18 (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 -3y = -14 | +3y
x = -14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -14 +3y ) (I) 3x -5y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -14 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( -14 +3y ) -5y = -18
-42 +9y -5y = -18
4y -42 = -18 | +42
4y = 24 |:4
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +36

= -14 +18

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

1 2 x - 2 5 y = 21 5 (I) 1 2 x + 2 5 y = 9 5 (II)

Lösung einblenden
1 2 x - 2 5 y = 21 5 (I) 1 2 x + 2 5 y = 9 5 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 2 x - 2 5 y = 21 5
- 2 5 y + 1 2 x = 21 5 |⋅ 10
10( - 2 5 y + 1 2 x) = 42
-4y +5x = 42 | -5x
-4y = 42 -5x |:(-4 )
y = - 21 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 21 2 + 5 4 x ) (I) 1 2 x + 2 5 y = 9 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 21 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 2 x + 2 5 · ( - 21 2 + 5 4 x ) = 9 5
1 2 x - 21 5 + 1 2 x = 9 5
x - 21 5 = 9 5 |⋅ 5
5( x - 21 5 ) = 9
5x -21 = 9 | +21
5x = 30 |:5
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 21 2 + 5 4 6

= - 21 2 + 15 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

2x -3y = ?

1x -1y = ?

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

2x -3y = 4 -6 = -2

1x -1y = 2 -2 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x -3y = -2

1x -1y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

4x +3y = 23 (I) x -3y = 2 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 23 (I) x -3y = 2 (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 -3y = 2 | +3y
x = 2 +3y

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 23 (I) x = ( 2 +3y ) (II)

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

4 · ( 2 +3y ) +3y = 23
8 +12y +3y = 23
15y +8 = 23 | -8
15y = 15 |:15
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 2 +31

= 2 +3

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 1350 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1300 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 -3y = 1350 (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 1350
-3y +5x = 1350 | -5x
-3y = 1350 -5x |:(-3 )
y = -450 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -450 + 5 3 x ) (I) 5x -4y = 1300 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -450 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -450 + 5 3 x ) = 1300
5x +1800 - 20 3 x = 1300
- 5 3 x +1800 = 1300 |⋅ 3
3( - 5 3 x +1800 ) = 3900
-5x +5400 = 3900 | -5400
-5x = -1500 |:(-5 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -450 + 5 3 300

= -450 +500

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50