Aufgabenbeispiele von LGS

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +2y = 10 .

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

Lösung einblenden

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

4x +2( -5 ) = 10

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x +2( -5 ) = 10
4x -10 = 10 | +10
4x = 20 |:4
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -3y = -16 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|2)
denn 5⋅( - 2 ) -32 = -10 -6 = -16

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-5|-3)
denn 5⋅( - 5 ) -3( - 3 ) = -25 +9 = -16

Oder : (1|7)
denn 5⋅1 -37 = 5 -21 = -16

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4x -2y = -4 (I) 3x = -6 (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 = -6 |:3
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -2 ) -2y = -4
8 -2y = -4
-2y +8 = -4 | -8
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = -27 (I) -4x +y = 18 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = -27 (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:

3x -3y = -27 (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:

3x -3 · ( 18 +4x ) = -27
3x -54 -12x = -27
-9x -54 = -27 | +54
-9x = 27 |:(-9 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 +4( -3 )

= 18 -12

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -3y = 4 (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:

-x -3y = 4 (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:

-1 · ( -4 +2y ) -3y = 4
4 -2y -3y = 4
-5y +4 = 4 | -4
-5y = 0 |:(-5 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -4 +2( 0 )

= -4 +0

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 11 - y (I)
4( -x +4 )+6y = 2( -x + 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:

x -4y = 11 - y (I)
4( -x +4 )+6y = 2( -x + y) (II)
x -4y = 11 - y | + y (I)
-4x +16 +6y = -2x +2y | -16 +2x -2y (II)
x -3y = 11 (I) -2x +4y = -16 (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 = 11 | +3y
x = 11 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 11 +3y ) (I) -2x +4y = -16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 11 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 11 +3y ) +4y = -16
-22 -6y +4y = -16
-2y -22 = -16 | +22
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 +3( -3 )

= 11 -9

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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 +2y = ?

4x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

2x +2y = 6 +4 = 10

4x +1y = 12 +2 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 10

4x +1y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +4y = -20 (I) 5x +y = -5 (II)

Lösung einblenden
-5x +4y = -20 (I) 5x +y = -5 (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:

5x + y = -5
y +5x = -5 | -5x
y = -5 -5x

Als neues LGS erhält man so:

-5x +4y = -20 (I) +y = ( -5 -5x ) (II)

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

-5x + 4 · ( -5 -5x ) = -20
-5x -20 -20x = -20
-25x -20 = -20 | +20
-25x = 0 |:(-25 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 -5( 0 )

= -5 +0

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-5)

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 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 360 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) 3x -2y = 360 (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) 3x -2y = 360 (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:

3x -2 · ( - 435 2 + 7 4 x ) = 360
3x +435 - 7 2 x = 360
- 1 2 x +435 = 360 |⋅ 2
2( - 1 2 x +435 ) = 720
-x +870 = 720 | -870
-x = -150 |:(-1 )
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