Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = 40 .

Bestimme y so, dass (-7|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -7 in die Gleichung ein und erhält:

-5⋅( -7 ) -5y = 40

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5⋅( -7 ) -5y = 40
35 -5y = 40
-5y +35 = 40 | -35
-5y = 5 |:(-5 )
y = -1

Die Lösung ist somit: (-7|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|-2)
denn -1⋅( - 6 ) -2⋅( - 2 ) = 6 +4 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-1)
denn -1⋅( - 8 ) -2⋅( - 1 ) = 8 +2 = 10

Oder : (-4|-3)
denn -1⋅( - 4 ) -2⋅( - 3 ) = 4 +6 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

+3y = 12 (I) 3x -2y = -2 (II)

Lösung einblenden
+3y = 12 (I) 3x -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:

3y = 12 |:3
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -2 · 4 = -2
3x -8 = -2 | +8
3x = 6 |:3
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = 1 (I) 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:

x + y = -3
y + x = -3 | - x
y = -3 - x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x -3 · ( -3 - x ) = 1
x +9 +3x = 1
4x +9 = 1 | -9
4x = -8 |:4
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - ( -2 )

= -3 +2

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
3x -2y = 4 (I) -x +5y = 16 (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 = 16 | -5y
-x = 16 -5y |:(-1 )
x = -16 +5y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · ( -16 +5y ) -2y = 4
-48 +15y -2y = 4
13y -48 = 4 | +48
13y = 52 |:13
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -16 +5⋅4

= -16 +20

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 2 x - 3 5 y = - 21 5 (I) x + 1 2 y = 5 2 (II)

Lösung einblenden
- 3 2 x - 3 5 y = - 21 5 (I) x + 1 2 y = 5 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 2 y = 5 2 |⋅ 2
2( x + 1 2 y) = 5
2x + y = 5 | - y
2x = 5 - y |:2
x = 5 2 - 1 2 y

Als neues LGS erhält man so:

- 3 2 x - 3 5 y = - 21 5 (I) x = ( 5 2 - 1 2 y ) (II)

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

- 3 2 · ( 5 2 - 1 2 y ) - 3 5 y = - 21 5
- 15 4 + 3 4 y - 3 5 y = - 21 5
3 20 y - 15 4 = - 21 5 |⋅ 20
20( 3 20 y - 15 4 ) = -84
3y -75 = -84 | +75
3y = -9 |:3
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 2 - 1 2 ⋅( -3 )

= 5 2 + 3 2

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -3 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 +4y = ?

2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

4x +4y = 12 -12 = 0

2x +1y = 6 -3 = 3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +4y = 0

2x +1y = 3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x +4y = -3 (I) 6x -8y = 6 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -3 (I) 6x -8y = 6 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 3 4 + 3 4 x ) (I) 6x -8y = 6 (II)

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

6x -8 · ( - 3 4 + 3 4 x ) = 6
6x +6 -6x = 6
6 = 6 | -6
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 725 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 945 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 = 725 (I) 7x -3y = 945 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -5y = 725
-5y +6x = 725 | -6x
-5y = 725 -6x |:(-5 )
y = -145 + 6 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -145 + 6 5 x ) (I) 7x -3y = 945 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -145 + 6 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -145 + 6 5 x ) = 945
7x +435 - 18 5 x = 945
17 5 x +435 = 945 |⋅ 5
5( 17 5 x +435 ) = 4725
17x +2175 = 4725 | -2175
17x = 2550 |:17
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -145 + 6 5 ⋅150

= -145 +180

= 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