Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x -4y = -17 .

Bestimme x so, dass (x|3) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 3 in die Gleichung ein und erhält:

-x -43 = -17

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -43 = -17
-x -12 = -17 | +12
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Die Lösung ist somit: (5|3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -2y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|3)
denn -5⋅1 -23 = -5 -6 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|8)
denn -5⋅( - 1 ) -28 = 5 -16 = -11

Oder : (3|-2)
denn -5⋅3 -2( - 2 ) = -15 +4 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +3y = 0 (I) +2y = -8 (II)

Lösung einblenden
-3x +3y = 0 (I) +2y = -8 (II)

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

2y = -8 |:2
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x + 3 · ( -4 ) = 0
-3x -12 = 0 | +12
-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

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: (-4|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

2x + y = -1
y +2x = -1 | -2x
y = -1 -2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -3 · ( -1 -2x ) = -1
-4x +3 +6x = -1
2x +3 = -1 | -3
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -1 -2( -2 )

= -1 +4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -4y = -21 (I) 2x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
-3x -4y = -21 (I) 2x +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:

2x + y = 9
y +2x = 9 | -2x
y = 9 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-3x -4y = -21 (I) +y = ( 9 -2x ) (II)

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

-3x -4 · ( 9 -2x ) = -21
-3x -36 +8x = -21
5x -36 = -21 | +36
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -23

= 9 -6

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4( x + y) = 7x +15 (I)
14 -5y = x (II)

Lösung einblenden

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

4( x + y) = 7x +15 (I)
14 -5y = x (II)
4x +4y = 7x +15 | -7x (I)
14 -5y = x | -14 - x (II)
-3x +4y = 15 (I) -x -5y = -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 -5y = -14 | +5y
-x = -14 +5y |:(-1 )
x = 14 -5y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +4y = 15 (I) x = ( 14 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 14 -5y ) +4y = 15
-42 +15y +4y = 15
19y -42 = 15 | +42
19y = 57 |:19
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -53

= 14 -15

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 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.:

-3x -3y = ?

-1x +2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-3x -3y = -9 -6 = -15

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x -3y = -15

-1x +2y = 1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -y = -7 (I) -4x -3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = -7 (I) -4x -3y = -6 (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:

-3x - y = -7
-y -3x = -7 | +3x
-y = -7 +3x |:(-1 )
y = 7 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 -3x ) (I) -4x -3y = -6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( 7 -3x ) = -6
-4x -21 +9x = -6
5x -21 = -6 | +21
5x = 15 |:5
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 -33

= 7 -9

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 435 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1390 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 -3y = 435 (I) 5x -2y = 1390 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -3y = 435
-3y +2x = 435 | -2x
-3y = 435 -2x |:(-3 )
y = -145 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -145 + 2 3 x ) (I) 5x -2y = 1390 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -145 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -145 + 2 3 x ) = 1390
5x +290 - 4 3 x = 1390
11 3 x +290 = 1390 |⋅ 3
3( 11 3 x +290 ) = 4170
11x +870 = 4170 | -870
11x = 3300 |:11
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -145 + 2 3 300

= -145 +200

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (300|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55