Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -3y = 11 .

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 -3( -5 ) = 11

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

4x -3( -5 ) = 11
4x +15 = 11 | -15
4x = -4 |:4
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +3y = -27 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-7)
denn 2⋅( - 3 ) +3( - 7 ) = -6 -21 = -27

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|-9)
denn 2⋅0 +3( - 9 ) = 0 -27 = -27

Oder : (-6|-5)
denn 2⋅( - 6 ) +3( - 5 ) = -12 -15 = -27

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -y = 0 (I) -4x = -8 (II)

Lösung einblenden
-x -y = 0 (I) -4x = -8 (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 = -8 |:(-4 )
x = 2

Als neues LGS erhält man so:

-x -y = 0 (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:

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

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 17 (I) x -4y = 19 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 17 (I) x -4y = 19 (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 = 19 | +4y
x = 19 +4y

Als neues LGS erhält man so:

-x -2y = 17 (I) x = ( 19 +4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 19 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( 19 +4y ) -2y = 17
-19 -4y -2y = 17
-6y -19 = 17 | +19
-6y = 36 |:(-6 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 +4( -6 )

= 19 -24

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -5y = -45 (I) -3x +y = 21 (II)

Lösung einblenden
3x -5y = -45 (I) -3x +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:

-3x + y = 21
y -3x = 21 | +3x
y = 21 +3x

Als neues LGS erhält man so:

3x -5y = -45 (I) +y = ( 21 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 21 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( 21 +3x ) = -45
3x -105 -15x = -45
-12x -105 = -45 | +105
-12x = 60 |:(-12 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 21 +3( -5 )

= 21 -15

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +6 = 2( 2x + y) (I)
-4x -3 = -x +15 +4y (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

5x +6 = 2( 2x + y) (I)
-4x -3 = -x +15 +4y (II)
5x +6 = 4x +2y | -6 -4x -2y (I)
-4x -3 = -x +15 +4y | + 3 + x -4y (II)
x -2y = -6 (I) -3x -4y = 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 -2y = -6 | +2y
x = -6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -6 +2y ) (I) -3x -4y = 18 (II)

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

-3 · ( -6 +2y ) -4y = 18
18 -6y -4y = 18
-10y +18 = 18 | -18
-10y = 0 |:(-10 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +2( 0 )

= -6 +0

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-5x +2y = ?

-4x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

-5x +2y = -5 -6 = -11

-4x +1y = -4 -3 = -7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +2y = -11

-4x +1y = -7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 3
-3y +5x = 3 | -5x
-3y = 3 -5x |:(-3 )
y = -1 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · ( -1 + 5 3 x ) = 2
-2x +2 - 10 3 x = 2
- 16 3 x +2 = 2 |⋅ 3
3( - 16 3 x +2 ) = 6
-16x +6 = 6 | -6
-16x = 0 |:(-16 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 + 5 3 ( 0 )

= -1 +0

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 80 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 190 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:

2x -4y = 80 (I) 2x -2y = 190 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 80
-4y +2x = 80 | -2x
-4y = 80 -2x |:(-4 )
y = -20 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -20 + 1 2 x ) (I) 2x -2y = 190 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -20 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -20 + 1 2 x ) = 190
2x +40 - x = 190
x +40 = 190 | -40
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -20 + 1 2 150

= -20 +75

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55