Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = -43 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

3x -5⋅5 = -43

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -5⋅5 = -43
3x -25 = -43 | +25
3x = -18 |:3
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -2x +3y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|4)
denn -2⋅6 +3⋅4 = -12 +12 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|6)
denn -2⋅9 +3⋅6 = -18 +18 = 0

Oder : (3|2)
denn -2⋅3 +3⋅2 = -6 +6 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2y = -10 (I) 3x -2y = -13 (II)

Lösung einblenden
-2y = -10 (I) 3x -2y = -13 (II)

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

-2y = -10 |:(-2 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) 3x -2y = -13 (II)

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

3x -2 · 5 = -13
3x -10 = -13 | +10
3x = -3 |:3
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = -8 (I) 3x +y = 17 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = -8 (I) 3x +y = 17 (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 = 17
y +3x = 17 | -3x
y = 17 -3x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +y = -8 (I) +y = ( 17 -3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 17 -3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 1 · ( 17 -3x ) = -8
-2x +17 -3x = -8
-5x +17 = -8 | -17
-5x = -25 |:(-5 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 17 -3⋅5

= 17 -15

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -2y = 16 (I) 5x -2y = 40 (II)

Lösung einblenden
x -2y = 16 (I) 5x -2y = 40 (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 = 16 | +2y
x = 16 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 +2y ) (I) 5x -2y = 40 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 16 +2y ) -2y = 40
80 +10y -2y = 40
8y +80 = 40 | -80
8y = -40 |:8
y = -5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 +2⋅( -5 )

= 16 -10

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

- 1 5 x - 1 4 y = 27 10 (I) 1 3 x - 1 2 y = 1 (II)

Lösung einblenden
- 1 5 x - 1 4 y = 27 10 (I) 1 3 x - 1 2 y = 1 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

- 1 5 x - 1 4 y = 27 10
- 1 4 y - 1 5 x = 27 10 |⋅ 20
20( - 1 4 y - 1 5 x) = 54
-5y -4x = 54 | +4x
-5y = 54 +4x |:(-5 )
y = - 54 5 - 4 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 54 5 - 4 5 x ) (I) 1 3 x - 1 2 y = 1 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 54 5 - 4 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

1 3 x - 1 2 · ( - 54 5 - 4 5 x ) = 1
1 3 x + 27 5 + 2 5 x = 1
11 15 x + 27 5 = 1 |⋅ 15
15( 11 15 x + 27 5 ) = 15
11x +81 = 15 | -81
11x = -66 |:11
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 54 5 - 4 5 ⋅( -6 )

= - 54 5 + 24 5

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-4x +2y = ?

-6x +6y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 3 einsetzen und ausrechnen:

-4x +2y = -12 +6 = -6

-6x +6y = -18 +18 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +2y = -6

-6x +6y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -3y = 3 (I) 12x +12y = -12 (II)

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -3y = 3
-3y -3x = 3 | +3x
-3y = 3 +3x |:(-3 )
y = -1 - x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -1 - x ) (I) 12x +12y = -12 (II)

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

12x + 12 · ( -1 - x ) = -12
12x -12 -12x = -12
-12 = -12 | +12
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 4 Schokobonbons gegessen. Als sie diese Werte in ihre Fitness-App einträgt, meldet diese, dass sie durch beide Aktionen zusammen 480 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 3 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 750 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 -4y = 480 (I) 3x -5y = 750 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

2x -4y = 480
-4y +2x = 480 | -2x
-4y = 480 -2x |:(-4 )
y = -120 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -120 + 1 2 x ) (I) 3x -5y = 750 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -120 + 1 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -5 · ( -120 + 1 2 x ) = 750
3x +600 - 5 2 x = 750
1 2 x +600 = 750 |⋅ 2
2( 1 2 x +600 ) = 1500
x +1200 = 1500 | -1200
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -120 + 1 2 ⋅300

= -120 +150

= 30

also

y = 30

Die Lösung des LGS ist damit: (300|30)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 30