Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +2y = 28 .

Bestimme y so, dass (-5|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -5 in die Gleichung ein und erhält:

-4⋅( -5 ) +2y = 28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-4⋅( -5 ) +2y = 28
20 +2y = 28
2y +20 = 28 | -20
2y = 8 |:2
y = 4

Die Lösung ist somit: (-5|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +3y = -21 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|0)
denn -3⋅7 +3⋅0 = -21 +0 = -21

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|3)
denn -3⋅10 +3⋅3 = -30 +9 = -21

Oder : (4|-3)
denn -3⋅4 +3⋅( - 3 ) = -12 -9 = -21

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -3y = -14 (I) +2y = 6 (II)

Lösung einblenden
-x -3y = -14 (I) +2y = 6 (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 = 6 |:2
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -3 · 3 = -14
-x -9 = -14 | +9
-x = -5 |:(-1 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +y = -1 (I) x +4y = 14 (II)

Lösung einblenden
x +y = -1 (I) x +4y = 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 +4y = 14 | -4y
x = 14 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x +y = -1 (I) x = ( 14 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 14 -4y ) + y = -1
14 -4y + y = -1
-3y +14 = -1 | -14
-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -4⋅5

= 14 -20

= -6

also

x = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3 · ( 4 +4y ) -5y = 5
-12 -12y -5y = 5
-17y -12 = 5 | +12
-17y = 17 |:(-17 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 4 +4⋅( -1 )

= 4 -4

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x + 3 4 y = 27 2 (I) - 1 4 x + 1 2 y = 9 4 (II)

Lösung einblenden
3x + 3 4 y = 27 2 (I) - 1 4 x + 1 2 y = 9 4 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x + 3 4 y = 27 2
3 4 y +3x = 27 2 |⋅ 4
4( 3 4 y +3x) = 54
3y +12x = 54 | -12x
3y = 54 -12x |:3
y = 18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 -4x ) (I) - 1 4 x + 1 2 y = 9 4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 1 4 x + 1 2 · ( 18 -4x ) = 9 4
- 1 4 x +9 -2x = 9 4
- 9 4 x +9 = 9 4 |⋅ 4
4( - 9 4 x +9 ) = 9
-9x +36 = 9 | -36
-9x = -27 |:(-9 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -4⋅3

= 18 -12

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -2 und y = 4 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 +5y = ?

-1x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -2 und y = 4 einsetzen und ausrechnen:

3x +5y = -6 +20 = 14

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

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +5y = 14

-1x +1y = 6

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x +y = 9 (I) -x +3y = 21 (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 +3y = 21 | -3y
-x = 21 -3y |:(-1 )
x = -21 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -21 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-1 · ( -21 +3y ) + y = 9
21 -3y + y = 9
-2y +21 = 9 | -21
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -21 +3⋅6

= -21 +18

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|6)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 Stunden wandern. Danach hat sie 2 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 190 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 6 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 680 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 -2y = 190 (I) 6x -4y = 680 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -2y = 190
-2y +2x = 190 | -2x
-2y = 190 -2x |:(-2 )
y = -95 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -95 + x ) (I) 6x -4y = 680 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -95 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

6x -4 · ( -95 + x ) = 680
6x +380 -4x = 680
2x +380 = 680 | -380
2x = 300 |:2
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -95 +150

= 55

also

y = 55

Die Lösung des LGS ist damit: (150|55)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 55