Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -4y = 12 .

Bestimme y so, dass (4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 4 in die Gleichung ein und erhält:

-3⋅4 -4y = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-3⋅4 -4y = 12
-12 -4y = 12
-4y -12 = 12 | +12
-4y = 24 |:(-4 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (4|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -3y = -12 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-1)
denn -5⋅3 -3⋅( - 1 ) = -15 +3 = -12

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|4)
denn -5⋅0 -3⋅4 = 0 -12 = -12

Oder : (6|-6)
denn -5⋅6 -3⋅( - 6 ) = -30 +18 = -12

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x -4y = 10 (I) +3y = -12 (II)

Lösung einblenden
2x -4y = 10 (I) +3y = -12 (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 = -12 |:3
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

2x -4y = 10 (I) +y = -4 (II)

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

2x -4 · ( -4 ) = 10
2x +16 = 10 | -16
2x = -6 |:2
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -4y = 10 (I) -4x +y = 2 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = 10 (I) -4x +y = 2 (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 = 2
y -4x = 2 | +4x
y = 2 +4x

Als neues LGS erhält man so:

-2x -4y = 10 (I) +y = ( 2 +4x ) (II)

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

-2x -4 · ( 2 +4x ) = 10
-2x -8 -16x = 10
-18x -8 = 10 | +8
-18x = 18 |:(-18 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +4⋅( -1 )

= 2 -4

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x -2 · 4x = 0
-2x -8x = 0
-10x = 0 |:(-10 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 4⋅( 0 )

= 0

also

y = -0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x - 3 2 y = -3 (I) -x + 1 4 y = - 5 2 (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 + 1 4 y = - 5 2 |⋅ 4
4( -x + 1 4 y) = -10
-4x + y = -10 | - y
-4x = -10 - y |:(-4 )
x = 5 2 + 1 4 y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 5 2 + 1 4 y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-3 · ( 5 2 + 1 4 y ) - 3 2 y = -3
- 15 2 - 3 4 y - 3 2 y = -3
- 9 4 y - 15 2 = -3 |⋅ 4
4( - 9 4 y - 15 2 ) = -12
-9y -30 = -12 | +30
-9y = 18 |:(-9 )
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 2 + 1 4 ⋅( -2 )

= 5 2 - 1 2

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-2)

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.:

-2x +5y = ?

-5x +16y = ?

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

-2x +5y = -4 +20 = 16

-5x +16y = -10 +64 = 54

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x +5y = 16

-5x +16y = 54

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x +5y = 0 (I) -2x -y = 12 (II)

Lösung einblenden
-2x +5y = 0 (I) -2x -y = 12 (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 = 12
-y -2x = 12 | +2x
-y = 12 +2x |:(-1 )
y = -12 -2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +5y = 0 (I) +y = ( -12 -2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -12 -2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( -12 -2x ) = 0
-2x -60 -10x = 0
-12x -60 = 0 | +60
-12x = 60 |:(-12 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -12 -2⋅( -5 )

= -12 +10

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 5 Stunden wandern. Danach hat sie 3 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 585 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 25 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:

5x -3y = 585 (I) 2x -5y = 25 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -3y = 585
-3y +5x = 585 | -5x
-3y = 585 -5x |:(-3 )
y = -195 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -195 + 5 3 x ) (I) 2x -5y = 25 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -195 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -5 · ( -195 + 5 3 x ) = 25
2x +975 - 25 3 x = 25
- 19 3 x +975 = 25 |⋅ 3
3( - 19 3 x +975 ) = 75
-19x +2925 = 75 | -2925
-19x = -2850 |:(-19 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -195 + 5 3 ⋅150

= -195 +250

= 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