Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -2y = -47 .

Bestimme x so, dass (x|6) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 6 in die Gleichung ein und erhält:

5x -2⋅6 = -47

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x -2⋅6 = -47
5x -12 = -47 | +12
5x = -35 |:5
x = -7

Die Lösung ist somit: (-7|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +4y = -21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-7)
denn 1⋅7 +4⋅( - 7 ) = 7 -28 = -21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (11|-8)
denn 1⋅11 +4⋅( - 8 ) = 11 -32 = -21

Oder : (3|-6)
denn 1⋅3 +4⋅( - 6 ) = 3 -24 = -21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 13 (I) +4y = 20 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 13 (I) +4y = 20 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein x mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach y umstellen:

4y = 20 |:4
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = 13 (I) +y = 5 (II)

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

-2x + 1 · 5 = 13
-2x +5 = 13 | -5
-2x = 8 |:(-2 )
x = -4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 7 (I) x +4y = 13 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 7 (I) x +4y = 13 (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 = 13 | -4y
x = 13 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x +y = 7 (I) x = ( 13 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 13 -4y ) + y = 7
52 -16y + y = 7
-15y +52 = 7 | -52
-15y = -45 |:(-15 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -4⋅3

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +5y = -3 (I) -4x +y = -9 (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 = -9
y -4x = -9 | +4x
y = -9 +4x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

x + 5 · ( -9 +4x ) = -3
x -45 +20x = -3
21x -45 = -3 | +45
21x = 42 |:21
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 +4⋅2

= -9 +8

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 4 x -3y = 0 (I) - 1 2 x + 1 3 y = - 7 3 (II)

Lösung einblenden
- 3 4 x -3y = 0 (I) - 1 2 x + 1 3 y = - 7 3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 3 4 x -3y = 0
-3y - 3 4 x = 0 |⋅ 4
4( -3y - 3 4 x) = 0
-12y -3x = 0 | +3x
-12y = 3x |:(-12 )
y = - 1 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = - 1 4 x (I) - 1 2 x + 1 3 y = - 7 3 (II)

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

- 1 2 x + 1 3 · ( - 1 4 x ) = - 7 3
- 1 2 x - 1 12 x = - 7 3
- 7 12 x = - 7 3 |⋅ 12
-7x = -28 |:(-7 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 1 4 ⋅4

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

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.:

-4x -5y = ?

-7x -10y = ?

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

-4x -5y = -20 -10 = -30

-7x -10y = -35 -20 = -55

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -5y = -30

-7x -10y = -55

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x -6y = -12 (I) -x +2y = 3 (II)

Lösung einblenden
3x -6y = -12 (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 |:(-1 )
x = -3 +2y

Als neues LGS erhält man so:

3x -6y = -12 (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:

3 · ( -3 +2y ) -6y = -12
-9 +6y -6y = -12
-9 = -12 | +9
0 = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1950 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 2010 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 -5y = 1950 (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1950
-5y +7x = 1950 | -7x
-5y = 1950 -7x |:(-5 )
y = -390 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -390 + 7 5 x ) (I) 7x -3y = 2010 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -390 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -3 · ( -390 + 7 5 x ) = 2010
7x +1170 - 21 5 x = 2010
14 5 x +1170 = 2010 |⋅ 5
5( 14 5 x +1170 ) = 10050
14x +5850 = 10050 | -5850
14x = 4200 |:14
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -390 + 7 5 ⋅300

= -390 +420

= 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