Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x + y = 13 .

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

Lösung einblenden

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

4⋅2 + y = 13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4⋅2 + y = 13
8 + y = 13
y +8 = 13 | -8
y = 5

Die Lösung ist somit: (2|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 8 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-4)
denn 5⋅4 +3⋅( - 4 ) = 20 -12 = 8

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (7|-9)
denn 5⋅7 +3⋅( - 9 ) = 35 -27 = 8

Oder : (1|1)
denn 5⋅1 +3⋅1 = 5 +3 = 8

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 2 (I) -x +4y = -22 (II)

Lösung einblenden
-x = 2 (I) -x +4y = -22 (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 = 2 |:(-1 )
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

x = -2 (I) -x +4y = -22 (II)

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

-1 · ( -2 ) +4y = -22
2 +4y = -22
4y +2 = -22 | -2
4y = -24 |:4
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 14 (I) 3x +y = 10 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 14 (I) 3x +y = 10 (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:

3x + y = 10
y +3x = 10 | -3x
y = 10 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = 14 (I) +y = ( 10 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 10 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 4 · ( 10 -3x ) = 14
-x +40 -12x = 14
-13x +40 = 14 | -40
-13x = -26 |:(-13 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 10 -3⋅2

= 10 -6

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (2|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +5y = 35 (I) -2x +2y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x +5y = 35 (I) -2x +2y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +5y = 35
5y -4x = 35 | +4x
5y = 35 +4x |:5
y = 7 + 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 7 + 4 5 x ) (I) -2x +2y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 7 + 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 2 · ( 7 + 4 5 x ) = 16
-2x +14 + 8 5 x = 16
- 2 5 x +14 = 16 |⋅ 5
5( - 2 5 x +14 ) = 80
-2x +70 = 80 | -70
-2x = 10 |:(-2 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 7 + 4 5 ⋅( -5 )

= 7 -4

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 3 4 x + 3 4 y = - 3 2 (I) - 2 5 x + 2 3 y = - 4 15 (II)

Lösung einblenden
- 3 4 x + 3 4 y = - 3 2 (I) - 2 5 x + 2 3 y = - 4 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 3 4 x + 3 4 y = - 3 2
3 4 y - 3 4 x = - 3 2 |⋅ 4
4( 3 4 y - 3 4 x) = -6
3y -3x = -6 | +3x
3y = -6 +3x |:3
y = -2 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 + x ) (I) - 2 5 x + 2 3 y = - 4 15 (II)

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

- 2 5 x + 2 3 · ( -2 + x ) = - 4 15
- 2 5 x - 4 3 + 2 3 x = - 4 15
4 15 x - 4 3 = - 4 15 |⋅ 15
15( 4 15 x - 4 3 ) = -4
4x -20 = -4 | +20
4x = 16 |:4
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +4

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (4|2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 +4y = ?

3x +13y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -2 einsetzen und ausrechnen:

1x +4y = 1 -8 = -7

3x +13y = 3 -26 = -23

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +4y = -7

3x +13y = -23

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +y = 8 (I) -3x -4y = -28 (II)

Lösung einblenden
x +y = 8 (I) -3x -4y = -28 (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:

x + y = 8
y + x = 8 | - x
y = 8 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 - x ) (I) -3x -4y = -28 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 - x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -4 · ( 8 - x ) = -28
-3x -32 +4x = -28
x -32 = -28 | +32
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 - 4

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|4)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 6 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 700 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 800 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 -4y = 700 (I) 7x -5y = 800 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 700
-4y +6x = 700 | -6x
-4y = 700 -6x |:(-4 )
y = -175 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -175 + 3 2 x ) (I) 7x -5y = 800 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -175 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -5 · ( -175 + 3 2 x ) = 800
7x +875 - 15 2 x = 800
- 1 2 x +875 = 800 |⋅ 2
2( - 1 2 x +875 ) = 1600
-x +1750 = 1600 | -1750
-x = -150 |:(-1 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -175 + 3 2 ⋅150

= -175 +225

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50