Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

2x +3⋅( -7 ) = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

2x +3⋅( -7 ) = -15
2x -21 = -15 | +21
2x = 6 |:2
x = 3

Die Lösung ist somit: (3|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +5y = 5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|1)
denn 4⋅0 +5⋅1 = 0 +5 = 5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-3)
denn 4⋅5 +5⋅( - 3 ) = 20 -15 = 5

Oder : (-5|5)
denn 4⋅( - 5 ) +5⋅5 = -20 +25 = 5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x = 18 (I) -3x +y = -15 (II)

Lösung einblenden
3x = 18 (I) -3x +y = -15 (II)

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

3x = 18 |:3
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

x = 6 (I) -3x +y = -15 (II)

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

-3 · 6 + y = -15
-18 + y = -15
y -18 = -15 | +18
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = -22 (I) -3x +4y = -34 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -22 (I) -3x +4y = -34 (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 = -22
y -3x = -22 | +3x
y = -22 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -22 +3x ) (I) -3x +4y = -34 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -22 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 4 · ( -22 +3x ) = -34
-3x -88 +12x = -34
9x -88 = -34 | +88
9x = 54 |:9
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -22 +3⋅6

= -22 +18

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5 · ( 1 -2y ) +5y = 5
5 -10y +5y = 5
-5y +5 = 5 | -5
-5y = 0 |:(-5 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 1 -2⋅( 0 )

= 1 +0

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = 10 -3y (I)
-x = 5 - y (II)

Lösung einblenden

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

2x = 10 -3y | + 3y (I)
-x = 5 - y | + y (II)
2x +3y = 10 (I) -x +y = 5 (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:

-x + y = 5
y - x = 5 | + x
y = 5 + x

Als neues LGS erhält man so:

2x +3y = 10 (I) +y = ( 5 + x ) (II)

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

2x + 3 · ( 5 + x ) = 10
2x +15 +3x = 10
5x +15 = 10 | -15
5x = -5 |:5
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 -1

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

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.:

-1x -5y = ?

1x +2y = ?

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

-1x -5y = 4 +5 = 9

1x +2y = -4 -2 = -6

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -5y = 9

1x +2y = -6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x +3y = 1 (I) -3x -9y = -3 (II)

Lösung einblenden
x +3y = 1 (I) -3x -9y = -3 (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 +3y = 1 | -3y
x = 1 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 1 -3y ) (I) -3x -9y = -3 (II)

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

-3 · ( 1 -3y ) -9y = -3
-3 +9y -9y = -3
-3 = -3 | +3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von y gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

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 1825 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 925 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 = 1825 (I) 4x -5y = 925 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1825
-5y +7x = 1825 | -7x
-5y = 1825 -7x |:(-5 )
y = -365 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -365 + 7 5 x ) (I) 4x -5y = 925 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -365 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -5 · ( -365 + 7 5 x ) = 925
4x +1825 -7x = 925
-3x +1825 = 925 | -1825
-3x = -900 |:(-3 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -365 + 7 5 ⋅300

= -365 +420

= 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