Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +4y = -5 .

Bestimme y so, dass (1|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 1 in die Gleichung ein und erhält:

3⋅1 +4y = -5

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3⋅1 +4y = -5
3 +4y = -5
4y +3 = -5 | -3
4y = -8 |:4
y = -2

Die Lösung ist somit: (1|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -2y = -11 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|7)
denn 1⋅3 -2⋅7 = 3 -14 = -11

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|6)
denn 1⋅1 -2⋅6 = 1 -12 = -11

Oder : (5|8)
denn 1⋅5 -2⋅8 = 5 -16 = -11

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -12 (I) -4x -3y = 18 (II)

Lösung einblenden
4x = -12 (I) -4x -3y = 18 (II)

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

4x = -12 |:4
x = -3

Als neues LGS erhält man so:

x = -3 (I) -4x -3y = 18 (II)

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

-4 · ( -3 ) -3y = 18
12 -3y = 18
-3y +12 = 18 | -12
-3y = 6 |:(-3 )
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +y = -9 (I) 4x -2y = 14 (II)

Lösung einblenden
-3x +y = -9 (I) 4x -2y = 14 (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:

-3x + y = -9
y -3x = -9 | +3x
y = -9 +3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -9 +3x ) (I) 4x -2y = 14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -9 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -9 +3x ) = 14
4x +18 -6x = 14
-2x +18 = 14 | -18
-2x = -4 |:(-2 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -9 +3⋅2

= -9 +6

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +4y = 0 (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 |:(-1 )
y = -4x

Als neues LGS erhält man so:

2x +4y = 0 (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 + 4 · ( -4x ) = 0
2x -16x = 0
-14x = 0 |:(-14 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

Diese setzen wir nun in die bereits umgestellte 2. 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:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

1 3 x + 1 4 y = 2 3
1 4 y + 1 3 x = 2 3 |⋅ 12
12( 1 4 y + 1 3 x) = 8
3y +4x = 8 | -4x
3y = 8 -4x |:3
y = 8 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 8 3 - 4 3 x ) (I) - 2 5 x + 1 2 y = - 4 5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 8 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

- 2 5 x + 1 2 · ( 8 3 - 4 3 x ) = - 4 5
- 2 5 x + 4 3 - 2 3 x = - 4 5
- 16 15 x + 4 3 = - 4 5 |⋅ 15
15( - 16 15 x + 4 3 ) = -12
-16x +20 = -12 | -20
-16x = -32 |:(-16 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 8 3 - 4 3 ⋅2

= 8 3 - 8 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (2|0)

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.:

1x -5y = ?

2x -12y = ?

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

1x -5y = -5 -25 = -30

2x -12y = -10 -60 = -70

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x -5y = -30

2x -12y = -70

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -2y = 5 (I) 3x +3y = -30 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 5 (I) 3x +3y = -30 (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 -2y = 5 | +2y
x = 5 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 5 +2y ) (I) 3x +3y = -30 (II)

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

3 · ( 5 +2y ) +3y = -30
15 +6y +3y = -30
9y +15 = -30 | -15
9y = -45 |:9
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 +2⋅( -5 )

= 5 -10

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-5)

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 200 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 1 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 250 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 = 200 (I) 2x -y = 250 (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 = 250
-y +2x = 250 | -2x
-y = 250 -2x |:(-1 )
y = -250 +2x

Als neues LGS erhält man so:

2x -2y = 200 (I) +y = ( -250 +2x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -250 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -2 · ( -250 +2x ) = 200
2x +500 -4x = 200
-2x +500 = 200 | -500
-2x = -300 |:(-2 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -250 +2⋅150

= -250 +300

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (150|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50