Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = 12 .

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

Lösung einblenden

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

3⋅2 -3y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅2 -3y = 12
6 -3y = 12
-3y +6 = 12 | -6
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (2|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = 12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|0)
denn -4⋅( - 3 ) +2⋅0 = 12 +0 = 12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|4)
denn -4⋅( - 1 ) +2⋅4 = 4 +8 = 12

Oder : (-5|-4)
denn -4⋅( - 5 ) +2⋅( - 4 ) = 20 -8 = 12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = -1 (I) 4x +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
-x = -1 (I) 4x +4y = 12 (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) 4x +4y = 12 (II)

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

4 · 1 +4y = 12
4 +4y = 12
4y +4 = 12 | -4
4y = 8 |:4
y = 2

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|2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 10 (I) 2x +y = -6 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 10 (I) 2x +y = -6 (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 = -6
y +2x = -6 | -2x
y = -6 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-4x -y = 10 (I) +y = ( -6 -2x ) (II)

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

-4x -1 · ( -6 -2x ) = 10
-4x +6 +2x = 10
-2x +6 = 10 | -6
-2x = 4 |:(-2 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 -2⋅( -2 )

= -6 +4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -y = 1 (I) 3x +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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -3⋅1

= 3 -3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
1 3 x - 1 3 y = 3 (I) -x + 1 3 y = -7 (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 3 y = -7 |⋅ 3
3( -x + 1 3 y) = -21
-3x + y = -21 | - y
-3x = -21 - y |:(-3 )
x = 7 + 1 3 y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 3 · ( 7 + 1 3 y ) - 1 3 y = 3
7 3 + 1 9 y - 1 3 y = 3
- 2 9 y + 7 3 = 3 |⋅ 9
9( - 2 9 y + 7 3 ) = 27
-2y +21 = 27 | -21
-2y = 6 |:(-2 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 + 1 3 ⋅( -3 )

= 7 -1

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

-2x +2y = ?

1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

-2x +2y = 8 -2 = 6

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +2y = 6

1x -3y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +3y = -11 (I) -5x +5y = -25 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = -11 (I) -5x +5y = -25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +3y = -11
3y -2x = -11 | +2x
3y = -11 +2x |:3
y = - 11 3 + 2 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 11 3 + 2 3 x ) (I) -5x +5y = -25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 11 3 + 2 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-5x + 5 · ( - 11 3 + 2 3 x ) = -25
-5x - 55 3 + 10 3 x = -25
- 5 3 x - 55 3 = -25 |⋅ 3
3( - 5 3 x - 55 3 ) = -75
-5x -55 = -75 | +55
-5x = -20 |:(-5 )
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 11 3 + 2 3 ⋅4

= - 11 3 + 8 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 3 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 700 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1640 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 -5y = 700 (I) 6x -4y = 1640 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 700
-5y +3x = 700 | -3x
-5y = 700 -3x |:(-5 )
y = -140 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -140 + 3 5 x ) (I) 6x -4y = 1640 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -140 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -140 + 3 5 x ) = 1640
6x +560 - 12 5 x = 1640
18 5 x +560 = 1640 |⋅ 5
5( 18 5 x +560 ) = 8200
18x +2800 = 8200 | -2800
18x = 5400 |:18
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -140 + 3 5 ⋅300

= -140 +180

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40