Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = -10 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-52 +5y = -10

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-52 +5y = -10
-10 +5y = -10
5y -10 = -10 | +10
5y = 0 |:5
y = 0

Die Lösung ist somit: (2|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-2|5)
denn -4⋅( - 2 ) -15 = 8 -5 = 3

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|9)
denn -4⋅( - 3 ) -19 = 12 -9 = 3

Oder : (-1|1)
denn -4⋅( - 1 ) -11 = 4 -1 = 3

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = 8 (I) -2x +2y = -2 (II)

Lösung einblenden
-4y = 8 (I) -2x +2y = -2 (II)

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

-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

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: (-1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = 22 (I) x -2y = -5 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 22 (I) x -2y = -5 (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 = -5 | +2y
x = -5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 22 (I) x = ( -5 +2y ) (II)

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

2 · ( -5 +2y ) +4y = 22
-10 +4y +4y = 22
8y -10 = 22 | +10
8y = 32 |:8
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -5 +24

= -5 +8

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = 7 (I) 5x +2y = 29 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = 7 (I) 5x +2y = 29 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 7
-4y +3x = 7 | -3x
-4y = 7 -3x |:(-4 )
y = - 7 4 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 7 4 + 3 4 x ) (I) 5x +2y = 29 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 7 4 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 2 · ( - 7 4 + 3 4 x ) = 29
5x - 7 2 + 3 2 x = 29
13 2 x - 7 2 = 29 |⋅ 2
2( 13 2 x - 7 2 ) = 58
13x -7 = 58 | +7
13x = 65 |:13
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 7 4 + 3 4 5

= - 7 4 + 15 4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 2 5 y = 18 5 (I) - 1 5 x - 1 2 y = - 12 5 (II)

Lösung einblenden
x + 2 5 y = 18 5 (I) - 1 5 x - 1 2 y = - 12 5 (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 + 2 5 y = 18 5 |⋅ 5
5( x + 2 5 y) = 18
5x +2y = 18 | -2y
5x = 18 -2y |:5
x = 18 5 - 2 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 18 5 - 2 5 y ) (I) - 1 5 x - 1 2 y = - 12 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 18 5 - 2 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

- 1 5 · ( 18 5 - 2 5 y ) - 1 2 y = - 12 5
- 18 25 + 2 25 y - 1 2 y = - 12 5
- 21 50 y - 18 25 = - 12 5 |⋅ 50
50( - 21 50 y - 18 25 ) = -120
-21y -36 = -120 | +36
-21y = -84 |:(-21 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 5 - 2 5 4

= 18 5 - 8 5

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

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.:

-3x -5y = ?

-6x -9y = ?

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

-3x -5y = -6 -20 = -26

-6x -9y = -12 -36 = -48

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -5y = -26

-6x -9y = -48

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-4x -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:

-4x -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:

-4x -4 · ( 5 -5x ) = -20
-4x -20 +20x = -20
16x -20 = -20 | +20
16x = 0 |:16
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -50

= 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 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 885 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 340 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 -3y = 885 (I) 3x -2y = 340 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -3y = 885
-3y +7x = 885 | -7x
-3y = 885 -7x |:(-3 )
y = -295 + 7 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -295 + 7 3 x ) (I) 3x -2y = 340 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -295 + 7 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -2 · ( -295 + 7 3 x ) = 340
3x +590 - 14 3 x = 340
- 5 3 x +590 = 340 |⋅ 3
3( - 5 3 x +590 ) = 1020
-5x +1770 = 1020 | -1770
-5x = -750 |:(-5 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -295 + 7 3 150

= -295 +350

= 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