Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +5y = 53 .

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

Lösung einblenden

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

3x +5⋅7 = 53

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +5⋅7 = 53
3x +35 = 53 | -35
3x = 18 |:3
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x -4y = -32 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|3)
denn 5⋅( - 4 ) -4⋅3 = -20 -12 = -32

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-8|-2)
denn 5⋅( - 8 ) -4⋅( - 2 ) = -40 +8 = -32

Oder : (0|8)
denn 5⋅0 -4⋅8 = 0 -32 = -32

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3 · 3 +3y = -3
9 +3y = -3
3y +9 = -3 | -9
3y = -12 |:3
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +4y = -9 (I) 4x -2y = 18 (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 +4y = -9 | -4y
x = -9 -4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -9 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -9 -4y ) -2y = 18
-36 -16y -2y = 18
-18y -36 = 18 | +36
-18y = 54 |:(-18 )
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -9 -4⋅( -3 )

= -9 +12

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -4y = 25 (I) 5x -5y = 50 (II)

Lösung einblenden
x -4y = 25 (I) 5x -5y = 50 (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 -4y = 25 | +4y
x = 25 +4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 25 +4y ) (I) 5x -5y = 50 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 25 +4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 25 +4y ) -5y = 50
125 +20y -5y = 50
15y +125 = 50 | -125
15y = -75 |:15
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 25 +4⋅( -5 )

= 25 -20

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4( x -1 ) = y (I)
y = 3( x - y) -16 (II)

Lösung einblenden

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

4( x -1 ) = y (I)
y = 3( x - y) -16 (II)
4x -4 = y | + 4 - y (I)
y = 3x -16 -3y | -3x +3y (II)
4x -y = 4 (I) -3x +4y = -16 (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:

4x - y = 4
-y +4x = 4 | -4x
-y = 4 -4x |:(-1 )
y = -4 +4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 +4x ) (I) -3x +4y = -16 (II)

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

-3x + 4 · ( -4 +4x ) = -16
-3x -16 +16x = -16
13x -16 = -16 | +16
13x = 0 |:13
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +4⋅0

= -4 +0

= -4

also

y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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.:

5x -4y = ?

8x -8y = ?

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

5x -4y = -25 +20 = -5

8x -8y = -40 +40 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -4y = -5

8x -8y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -3 · ( -3 - x ) = 10
-3x +9 +3x = 10
9 = 10 | -9
0 = 1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

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 725 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 3 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 795 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 = 725 (I) 3x -3y = 795 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 725
-5y +3x = 725 | -3x
-5y = 725 -3x |:(-5 )
y = -145 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -145 + 3 5 x ) (I) 3x -3y = 795 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -145 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( -145 + 3 5 x ) = 795
3x +435 - 9 5 x = 795
6 5 x +435 = 795 |⋅ 5
5( 6 5 x +435 ) = 3975
6x +2175 = 3975 | -2175
6x = 1800 |:6
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -145 + 3 5 ⋅300

= -145 +180

= 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