Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -3y = 15 .

Bestimme y so, dass (-6|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -6 in die Gleichung ein und erhält:

-5⋅( -6 ) -3y = 15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5⋅( -6 ) -3y = 15
30 -3y = 15
-3y +30 = 15 | -30
-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Die Lösung ist somit: (-6|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = 6 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (2|0)
denn 3⋅2 -3⋅0 = 6 +0 = 6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-3)
denn 3⋅( - 1 ) -3⋅( - 3 ) = -3 +9 = 6

Oder : (5|3)
denn 3⋅5 -3⋅3 = 15 -9 = 6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-4y = -4 (I) 2x +3y = 5 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = 1 (I) 2x +3y = 5 (II)

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

2x + 3 · 1 = 5
2x +3 = 5 | -3
2x = 2 |:2
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = 2 (I) 4x +y = 0 (II)

Lösung einblenden
2x +y = 2 (I) 4x +y = 0 (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 = 0
y +4x = 0 | -4x
y = -4x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4⋅( -1 )

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = 13 (I) x +2y = -1 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = 13 (I) x +2y = -1 (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 +2y = -1 | -2y
x = -1 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-3x +4y = 13 (I) x = ( -1 -2y ) (II)

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

-3 · ( -1 -2y ) +4y = 13
3 +6y +4y = 13
10y +3 = 13 | -3
10y = 10 |:10
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 -2⋅1

= -1 -2

= -3

also

x = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = 2( 6 + y) (I)
2( 2x +7 )+2y = 0 (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 = 2( 6 + y) (I)
2( 2x +7 )+2y = 0 (II)
-2x = 12 +2y | -2y (I)
4x +14 +2y = 0 | -14 (II)
-2x -2y = 12 (I) 4x +2y = -14 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x -2y = 12
-2y -2x = 12 | +2x
-2y = 12 +2x |:(-2 )
y = -6 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -6 - x ) (I) 4x +2y = -14 (II)

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

4x + 2 · ( -6 - x ) = -14
4x -12 -2x = -14
2x -12 = -14 | +12
2x = -2 |:2
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -6 - ( -1 )

= -6 +1

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

1x -3y = ?

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

-3x +2y = -6 +4 = -2

1x -3y = 2 -6 = -4

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +2y = -2

1x -3y = -4

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

8x +6y = 6 (I) -4x -3y = -3 (II)

Lösung einblenden
8x +6y = 6 (I) -4x -3y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

8x +6y = 6
6y +8x = 6 | -8x
6y = 6 -8x |:6
y = 1 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 1 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( 1 - 4 3 x ) = -3
-4x -3 +4x = -3
-3 = -3 | +3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 2 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 150 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 540 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 -5y = 150 (I) 4x -2y = 540 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -5y = 150
-5y +2x = 150 | -2x
-5y = 150 -2x |:(-5 )
y = -30 + 2 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 + 2 5 x ) (I) 4x -2y = 540 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 + 2 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -30 + 2 5 x ) = 540
4x +60 - 4 5 x = 540
16 5 x +60 = 540 |⋅ 5
5( 16 5 x +60 ) = 2700
16x +300 = 2700 | -300
16x = 2400 |:16
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 + 2 5 ⋅150

= -30 +60

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (150|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30