Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +2y = 35 .

Bestimme x so, dass (x|0) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 0 in die Gleichung ein und erhält:

5x +2⋅0 = 35

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x +2⋅0 = 35
5x = 35 |:5
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|0)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -5y = 24 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|0)
denn 4⋅6 -5⋅0 = 24 +0 = 24

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-4)
denn 4⋅1 -5⋅( - 4 ) = 4 +20 = 24

Oder : (11|4)
denn 4⋅11 -5⋅4 = 44 -20 = 24

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +2y = -8 (I) +3y = -6 (II)

Lösung einblenden
2x +2y = -8 (I) +3y = -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:

3y = -6 |:3
y = -2

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -8 (I) +y = -2 (II)

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

2x + 2 · ( -2 ) = -8
2x -4 = -8 | +4
2x = -4 |:2
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = -5 (I) -3x -y = -11 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -5 (I) -3x -y = -11 (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 = -11
-y -3x = -11 | +3x
-y = -11 +3x |:(-1 )
y = 11 -3x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -5 (I) +y = ( 11 -3x ) (II)

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

x -4 · ( 11 -3x ) = -5
x -44 +12x = -5
13x -44 = -5 | +44
13x = 39 |:13
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 11 -3⋅3

= 11 -9

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +5y = -27 (I) 3x -6y = 33 (II)

Lösung einblenden
-3x +5y = -27 (I) 3x -6y = 33 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +5y = -27
5y -3x = -27 | +3x
5y = -27 +3x |:5
y = - 27 5 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 27 5 + 3 5 x ) (I) 3x -6y = 33 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 27 5 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -6 · ( - 27 5 + 3 5 x ) = 33
3x + 162 5 - 18 5 x = 33
- 3 5 x + 162 5 = 33 |⋅ 5
5( - 3 5 x + 162 5 ) = 165
-3x +162 = 165 | -162
-3x = 3 |:(-3 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 27 5 + 3 5 ⋅( -1 )

= - 27 5 - 3 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 +2⋅( -2 )

= 3 -4

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x -13y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

1x -2y = 4 +10 = 14

5x -13y = 20 +65 = 85

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -2y = 14

5x -13y = 85

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x +3y = -9 (I) -4x +y = 19 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = -9 (I) -4x +y = 19 (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:

-4x + y = 19
y -4x = 19 | +4x
y = 19 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-x +3y = -9 (I) +y = ( 19 +4x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 19 +4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-x + 3 · ( 19 +4x ) = -9
-x +57 +12x = -9
11x +57 = -9 | -57
11x = -66 |:11
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 19 +4⋅( -6 )

= 19 -24

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 4 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 1060 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1095 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:

4x -4y = 1060 (I) 4x -3y = 1095 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = 1060
-4y +4x = 1060 | -4x
-4y = 1060 -4x |:(-4 )
y = -265 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -265 + x ) (I) 4x -3y = 1095 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -265 + x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( -265 + x ) = 1095
4x +795 -3x = 1095
x +795 = 1095 | -795
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -265 +300

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35