Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2x - ( -1 ) = 5

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x - ( -1 ) = 5
-2x +1 = 5 | -1
-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 59 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|7)
denn 4⋅6 +57 = 24 +35 = 59

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|3)
denn 4⋅11 +53 = 44 +15 = 59

Oder : (1|11)
denn 4⋅1 +511 = 4 +55 = 59

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 20 (I) -x -2y = 11 (II)

Lösung einblenden
-4x = 20 (I) -x -2y = 11 (II)

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

-4x = 20 |:(-4 )
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

x = -5 (I) -x -2y = 11 (II)

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

-1 · ( -5 ) -2y = 11
5 -2y = 11
-2y +5 = 11 | -5
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +4y = 4 (I) x -2y = -14 (II)

Lösung einblenden
4x +4y = 4 (I) x -2y = -14 (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 = -14 | +2y
x = -14 +2y

Als neues LGS erhält man so:

4x +4y = 4 (I) x = ( -14 +2y ) (II)

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

4 · ( -14 +2y ) +4y = 4
-56 +8y +4y = 4
12y -56 = 4 | +56
12y = 60 |:12
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -14 +25

= -14 +10

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +4y = -18 (I) -x +4y = -21 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = -18 (I) -x +4y = -21 (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 = -21 | -4y
-x = -21 -4y |:(-1 )
x = 21 +4y

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = -18 (I) x = ( 21 +4y ) (II)

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

2 · ( 21 +4y ) +4y = -18
42 +8y +4y = -18
12y +42 = -18 | -42
12y = -60 |:12
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 +4( -5 )

= 21 -20

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x - 2 5 y = 8 3 (I) - 3 4 x +y = -3 (II)

Lösung einblenden
2 3 x - 2 5 y = 8 3 (I) - 3 4 x +y = -3 (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:

- 3 4 x + y = -3
y - 3 4 x = -3 |⋅ 4
4( y - 3 4 x) = -12
4y -3x = -12 | +3x
4y = -12 +3x |:4
y = -3 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

2 3 x - 2 5 y = 8 3 (I) +y = ( -3 + 3 4 x ) (II)

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

2 3 x - 2 5 · ( -3 + 3 4 x ) = 8 3
2 3 x + 6 5 - 3 10 x = 8 3
11 30 x + 6 5 = 8 3 |⋅ 30
30( 11 30 x + 6 5 ) = 80
11x +36 = 80 | -36
11x = 44 |:11
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 + 3 4 4

= -3 +3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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.:

1x +5y = ?

2x +9y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

1x +5y = 1 -10 = -9

2x +9y = 2 -18 = -16

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +5y = -9

2x +9y = -16

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +4y = 9 (I) -2x -4y = -6 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = 9 (I) -2x -4y = -6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 9
4y +3x = 9 | -3x
4y = 9 -3x |:4
y = 9 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 4 - 3 4 x ) (I) -2x -4y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -4 · ( 9 4 - 3 4 x ) = -6
-2x -9 +3x = -6
x -9 = -6 | +9
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 4 - 3 4 3

= 9 4 - 9 4

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (3|0)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 780 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 810 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:

3x -4y = 780 (I) 3x -3y = 810 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 780
-4y +3x = 780 | -3x
-4y = 780 -3x |:(-4 )
y = -195 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -195 + 3 4 x ) (I) 3x -3y = 810 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -195 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -195 + 3 4 x ) = 810
3x +585 - 9 4 x = 810
3 4 x +585 = 810 |⋅ 4
4( 3 4 x +585 ) = 3240
3x +2340 = 3240 | -2340
3x = 900 |:3
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -195 + 3 4 300

= -195 +225

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30