Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

-3( -2 ) +5y = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3( -2 ) +5y = -24
6 +5y = -24
5y +6 = -24 | -6
5y = -30 |:5
y = -6

Die Lösung ist somit: (-2|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -4y = 20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|0)
denn -5⋅( - 4 ) -40 = 20 +0 = 20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|5)
denn -5⋅( - 8 ) -45 = 40 -20 = 20

Oder : (0|-5)
denn -5⋅0 -4( - 5 ) = 0 +20 = 20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x = 4 (I) 4x +4y = -28 (II)

Lösung einblenden
-4x = 4 (I) 4x +4y = -28 (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 = 4 |:(-4 )
x = -1

Als neues LGS erhält man so:

x = -1 (I) 4x +4y = -28 (II)

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

4 · ( -1 ) +4y = -28
-4 +4y = -28
4y -4 = -28 | +4
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 3 (I) -4x -3y = 33 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 3 (I) -4x -3y = 33 (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 = 3 | +3y
x = 3 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 3 +3y ) (I) -4x -3y = 33 (II)

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

-4 · ( 3 +3y ) -3y = 33
-12 -12y -3y = 33
-15y -12 = 33 | +12
-15y = 45 |:(-15 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 3 +3( -3 )

= 3 -9

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +2y = 4 (I) x -5y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x +2y = 4 (I) x -5y = 12 (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 -5y = 12 | +5y
x = 12 +5y

Als neues LGS erhält man so:

4x +2y = 4 (I) x = ( 12 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 12 +5y ) +2y = 4
48 +20y +2y = 4
22y +48 = 4 | -48
22y = -44 |:22
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +5( -2 )

= 12 -10

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -16 + y = 4( 2x + y) (I)
-2x -5y = 14 (II)

Lösung einblenden

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

3x -16 + y = 4( 2x + y) (I)
-2x -5y = 14 (II)
3x -16 + y = 8x +4y | + 16 -8x -4y (I)
-2x -5y = 14 (II)
-5x -3y = 16 (I) -2x -5y = 14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -3y = 16
-3y -5x = 16 | +5x
-3y = 16 +5x |:(-3 )
y = - 16 3 - 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 - 5 3 x ) (I) -2x -5y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 - 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x -5 · ( - 16 3 - 5 3 x ) = 14
-2x + 80 3 + 25 3 x = 14
19 3 x + 80 3 = 14 |⋅ 3
3( 19 3 x + 80 3 ) = 42
19x +80 = 42 | -80
19x = -38 |:19
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 - 5 3 ( -2 )

= - 16 3 + 10 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-5x +4y = ?

-4x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-5x +4y = -25 +8 = -17

-4x +1y = -20 +2 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-5x +4y = -17

-4x +1y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -3 +2y ) +4y = 5
6 -4y +4y = 5
6 = 5 | -6
0 = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

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 100 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 550 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 = 100 (I) 5x -4y = 550 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 100
-4y +2x = 100 | -2x
-4y = 100 -2x |:(-4 )
y = -25 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -25 + 1 2 x ) (I) 5x -4y = 550 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -25 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -4 · ( -25 + 1 2 x ) = 550
5x +100 -2x = 550
3x +100 = 550 | -100
3x = 450 |:3
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -25 + 1 2 150

= -25 +75

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50