Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +2y = -13 .

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

Lösung einblenden

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

-5 +2y = -13

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5 +2y = -13
-5 +2y = -13
2y -5 = -13 | +5
2y = -8 |:2
y = -4

Die Lösung ist somit: (5|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +5y = -20 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-4)
denn 2⋅0 +5⋅( - 4 ) = 0 -20 = -20

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-6)
denn 2⋅5 +5⋅( - 6 ) = 10 -30 = -20

Oder : (-5|-2)
denn 2⋅( - 5 ) +5⋅( - 2 ) = -10 -10 = -20

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3y = -15 (I) x -y = -7 (II)

Lösung einblenden
-3y = -15 (I) x -y = -7 (II)

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

-3y = -15 |:(-3 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

+y = 5 (I) x -y = -7 (II)

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

x -1 · 5 = -7
x -5 = -7 | +5
x = -2

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: (-2|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 14 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 14 -3y ) +2y = -4
-28 +6y +2y = -4
8y -28 = -4 | +28
8y = 24 |:8
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -3⋅3

= 14 -9

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -y = 2 (I) -4x -3y = 6 (II)

Lösung einblenden
x -y = 2 (I) -4x -3y = 6 (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:

x - y = 2
-y + x = 2 | - x
-y = 2 - x |:(-1 )
y = -2 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 + x ) (I) -4x -3y = 6 (II)

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

-4x -3 · ( -2 + x ) = 6
-4x +6 -3x = 6
-7x +6 = 6 | -6
-7x = 0 |:(-7 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +0

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x +2y = -8 (I) 1 2 x - 1 5 y = 1 2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-2x +2y = -8
2y -2x = -8 | +2x
2y = -8 +2x |:2
y = -4 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

1 2 x - 1 5 · ( -4 + x ) = 1 2
1 2 x + 4 5 - 1 5 x = 1 2
3 10 x + 4 5 = 1 2 |⋅ 10
10( 3 10 x + 4 5 ) = 5
3x +8 = 5 | -8
3x = -3 |:3
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 -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 = 4 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.:

2x +2y = ?

-2x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 4 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

2x +2y = 8 +10 = 18

-2x +1y = -8 +5 = -3

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +2y = 18

-2x +1y = -3

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-4x -3y = 18 (I) -x +3y = -18 (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 +3y = -18 | -3y
-x = -18 -3y |:(-1 )
x = 18 +3y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 18 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-4 · ( 18 +3y ) -3y = 18
-72 -12y -3y = 18
-15y -72 = 18 | +72
-15y = 90 |:(-15 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 18 +3⋅( -6 )

= 18 -18

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-6)

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 650 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1400 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 = 650 (I) 5x -2y = 1400 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 650
-5y +3x = 650 | -3x
-5y = 650 -3x |:(-5 )
y = -130 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -130 + 3 5 x ) (I) 5x -2y = 1400 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -130 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( -130 + 3 5 x ) = 1400
5x +260 - 6 5 x = 1400
19 5 x +260 = 1400 |⋅ 5
5( 19 5 x +260 ) = 7000
19x +1300 = 7000 | -1300
19x = 5700 |:19
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -130 + 3 5 ⋅300

= -130 +180

= 50

also

y = 50

Die Lösung des LGS ist damit: (300|50)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 50