Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x - y = -26 .

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

Lösung einblenden

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

4( -5 ) - y = -26

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4( -5 ) - y = -26
-20 - y = -26
-y -20 = -26 | +20
-y = -6 |:(-1 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (-5|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +3y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|4)
denn 4⋅2 +34 = 8 +12 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|0)
denn 4⋅5 +30 = 20 +0 = 20

Oder : (-1|8)
denn 4⋅( - 1 ) +38 = -4 +24 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
+2y = 4 (I) 4x +y = -6 (II)

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

2y = 4 |:2
y = 2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 1 · 2 = -6
4x +2 = -6 | -2
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 10 (I) x +4y = -2 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 10 (I) x +4y = -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 +4y = -2 | -4y
x = -2 -4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = 10 (I) x = ( -2 -4y ) (II)

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

2 · ( -2 -4y ) + y = 10
-4 -8y + y = 10
-7y -4 = 10 | +4
-7y = 14 |:(-7 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 -4( -2 )

= -2 +8

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -4y = 16 (I) 5x -2y = 30 (II)

Lösung einblenden
-x -4y = 16 (I) 5x -2y = 30 (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 -4y = 16 | +4y
-x = 16 +4y |:(-1 )
x = -16 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -16 -4y ) (I) 5x -2y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -16 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( -16 -4y ) -2y = 30
-80 -20y -2y = 30
-22y -80 = 30 | +80
-22y = 110 |:(-22 )
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 -4( -5 )

= -16 +20

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 5 y = 0 (I) x - 1 5 y = -2 (II)

Lösung einblenden
x + 1 5 y = 0 (I) x - 1 5 y = -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 - 1 5 y = -2 |⋅ 5
5( x - 1 5 y) = -10
5x - y = -10 | + y
5x = -10 + y |:5
x = -2 + 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x + 1 5 y = 0 (I) x = ( -2 + 1 5 y ) (II)

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

1 · ( -2 + 1 5 y ) + 1 5 y = 0
-2 + 1 5 y + 1 5 y = 0
2 5 y -2 = 0 |⋅ 5
5( 2 5 y -2 ) = 0
2y -10 = 0 | +10
2y = 10 |:2
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 + 1 5 5

= -2 +1

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 2 und y = 4 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

4x +5y = ?

8x +8y = ?

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

4x +5y = 8 +20 = 28

8x +8y = 16 +32 = 48

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +5y = 28

8x +8y = 48

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +y = -7 (I) -2x -4y = 26 (II)

Lösung einblenden
x +y = -7 (I) -2x -4y = 26 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung kein Koeffizient vor dem y ist.
Deswegen ist es am einfachsten, wenn man diese Zeile nach y umstellt:

x + y = -7
y + x = -7 | - x
y = -7 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -7 - x ) (I) -2x -4y = 26 (II)

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

-2x -4 · ( -7 - x ) = 26
-2x +28 +4x = 26
2x +28 = 26 | -28
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -7 - ( -1 )

= -7 +1

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 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 610 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 195 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 -4y = 610 (I) 2x -3y = 195 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 610
-4y +5x = 610 | -5x
-4y = 610 -5x |:(-4 )
y = - 305 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 305 2 + 5 4 x ) (I) 2x -3y = 195 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 305 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( - 305 2 + 5 4 x ) = 195
2x + 915 2 - 15 4 x = 195
- 7 4 x + 915 2 = 195 |⋅ 4
4( - 7 4 x + 915 2 ) = 780
-7x +1830 = 780 | -1830
-7x = -1050 |:(-7 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 305 2 + 5 4 150

= - 305 2 + 375 2

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (150|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35