Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

3x -5⋅( -3 ) = 24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -5⋅( -3 ) = 24
3x +15 = 24 | -15
3x = 9 |:3
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-3)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = -15 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (1|-6)
denn 3⋅1 +3⋅( - 6 ) = 3 -18 = -15

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-9)
denn 3⋅4 +3⋅( - 9 ) = 12 -27 = -15

Oder : (-2|-3)
denn 3⋅( - 2 ) +3⋅( - 3 ) = -6 -9 = -15

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-x = -1 |:(-1 )
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · 1 +2y = 5
-3 +2y = 5
2y -3 = 5 | +3
2y = 8 |:2
y = 4

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|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -2y = -14 (I) 2x +y = 9 (II)

Lösung einblenden
-2x -2y = -14 (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:

-2x -2y = -14 (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:

-2x -2 · ( 9 -2x ) = -14
-2x -18 +4x = -14
2x -18 = -14 | +18
2x = 4 |:2
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 -2⋅2

= 9 -4

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (2|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +4y = 39 (I) 5x -2y = 13 (II)

Lösung einblenden
3x +4y = 39 (I) 5x -2y = 13 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x +4y = 39
4y +3x = 39 | -3x
4y = 39 -3x |:4
y = 39 4 - 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 39 4 - 3 4 x ) (I) 5x -2y = 13 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 39 4 - 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( 39 4 - 3 4 x ) = 13
5x - 39 2 + 3 2 x = 13
13 2 x - 39 2 = 13 |⋅ 2
2( 13 2 x - 39 2 ) = 26
13x -39 = 26 | +39
13x = 65 |:13
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 39 4 - 3 4 ⋅5

= 39 4 - 15 4

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (5|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x + 1 5 y = - 18 5 (I) 1 3 x - 1 3 y = -2 (II)

Lösung einblenden
x + 1 5 y = - 18 5 (I) 1 3 x - 1 3 y = -2 (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 + 1 5 y = - 18 5 |⋅ 5
5( x + 1 5 y) = -18
5x + y = -18 | - y
5x = -18 - y |:5
x = - 18 5 - 1 5 y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( - 18 5 - 1 5 y ) (I) 1 3 x - 1 3 y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( - 18 5 - 1 5 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 3 · ( - 18 5 - 1 5 y ) - 1 3 y = -2
- 6 5 - 1 15 y - 1 3 y = -2
- 2 5 y - 6 5 = -2 |⋅ 5
5( - 2 5 y - 6 5 ) = -10
-2y -6 = -10 | +6
-2y = -4 |:(-2 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = - 18 5 - 1 5 ⋅2

= - 18 5 - 2 5

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 und y = 1 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 = ?

1x -2y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = 1 einsetzen und ausrechnen:

5x +4y = -25 +4 = -21

1x -2y = -5 -2 = -7

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +4y = -21

1x -2y = -7

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 2 · ( -5 -3x ) = -4
4x -10 -6x = -4
-2x -10 = -4 | +10
-2x = 6 |:(-2 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 -3⋅( -3 )

= -5 +9

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 310 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 875 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:

3x -4y = 310 (I) 7x -5y = 875 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -4y = 310
-4y +3x = 310 | -3x
-4y = 310 -3x |:(-4 )
y = - 155 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 155 2 + 3 4 x ) (I) 7x -5y = 875 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 155 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( - 155 2 + 3 4 x ) = 875
7x + 775 2 - 15 4 x = 875
13 4 x + 775 2 = 875 |⋅ 4
4( 13 4 x + 775 2 ) = 3500
13x +1550 = 3500 | -1550
13x = 1950 |:13
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 155 2 + 3 4 ⋅150

= - 155 2 + 225 2

= 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