Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -5y = 22 .

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

Lösung einblenden

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

-3x -5⋅( -2 ) = 22

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x -5⋅( -2 ) = 22
-3x +10 = 22 | -10
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = -44 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-5)
denn -4⋅6 +4⋅( - 5 ) = -24 -20 = -44

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|-1)
denn -4⋅10 +4⋅( - 1 ) = -40 -4 = -44

Oder : (2|-9)
denn -4⋅2 +4⋅( - 9 ) = -8 -36 = -44

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +3y = 1 (I) -4x = -20 (II)

Lösung einblenden
2x +3y = 1 (I) -4x = -20 (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 = -20 |:(-4 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · 5 +3y = 1
10 +3y = 1
3y +10 = 1 | -10
3y = -9 |:3
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:

-x +4y = -7 (I) -4x +y = 17 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = -7 (I) -4x +y = 17 (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:

-4x + y = 17
y -4x = 17 | +4x
y = 17 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = -7 (I) +y = ( 17 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 4 · ( 17 +4x ) = -7
-x +68 +16x = -7
15x +68 = -7 | -68
15x = -75 |:15
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 +4⋅( -5 )

= 17 -20

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +y = -6 (I) 5x -5y = 30 (II)

Lösung einblenden
5x +y = -6 (I) 5x -5y = 30 (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:

5x + y = -6
y +5x = -6 | -5x
y = -6 -5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 -5x ) (I) 5x -5y = 30 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -6 -5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -6 -5x ) = 30
5x +30 +25x = 30
30x +30 = 30 | -30
30x = 0 |:30
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -5⋅0

= -6 +0

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-9 - y = 5x +3y (I)
5x -2y = 27 (II)

Lösung einblenden

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

-9 - y = 5x +3y | + 9 -5x -3y (I)
5x -2y = 27 (II)
-5x -4y = 9 (I) 5x -2y = 27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x -4y = 9
-4y -5x = 9 | +5x
-4y = 9 +5x |:(-4 )
y = - 9 4 - 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 9 4 - 5 4 x ) (I) 5x -2y = 27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 9 4 - 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( - 9 4 - 5 4 x ) = 27
5x + 9 2 + 5 2 x = 27
15 2 x + 9 2 = 27 |⋅ 2
2( 15 2 x + 9 2 ) = 54
15x +9 = 54 | -9
15x = 45 |:15
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 9 4 - 5 4 ⋅3

= - 9 4 - 15 4

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 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 -3y = ?

-2x +3y = ?

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

1x -3y = -2 +6 = 4

-2x +3y = 4 -6 = -2

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -3y = 4

-2x +3y = -2

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-9x -6y = -3 (I) 3x +2y = 1 (II)

Lösung einblenden
-9x -6y = -3 (I) 3x +2y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-9x -6y = -3
-6y -9x = -3 | +9x
-6y = -3 +9x |:(-6 )
y = 1 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x + 2 · ( 1 2 - 3 2 x ) = 1
3x +1 -3x = 1
1 = 1 | -1
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 Stunden wandern. Danach hat sie 5 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 700 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 740 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:

6x -5y = 700 (I) 6x -4y = 740 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 700
-5y +6x = 700 | -6x
-5y = 700 -6x |:(-5 )
y = -140 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -140 + 6 5 x ) (I) 6x -4y = 740 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -140 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -140 + 6 5 x ) = 740
6x +560 - 24 5 x = 740
6 5 x +560 = 740 |⋅ 5
5( 6 5 x +560 ) = 3700
6x +2800 = 3700 | -2800
6x = 900 |:6
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -140 + 6 5 ⋅150

= -140 +180

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (150|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40