Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -3y = -24 .

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

Lösung einblenden

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

3x -3⋅6 = -24

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -3⋅6 = -24
3x -18 = -24 | +18
3x = -6 |:3
x = -2

Die Lösung ist somit: (-2|6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-6)
denn 2⋅0 +1⋅( - 6 ) = 0 -6 = -6

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|-8)
denn 2⋅1 +1⋅( - 8 ) = 2 -8 = -6

Oder : (-1|-4)
denn 2⋅( - 1 ) +1⋅( - 4 ) = -2 -4 = -6

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 8 (I) -2x = -6 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 8 (I) -2x = -6 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-2x = -6 |:(-2 )
x = 3

Als neues LGS erhält man so:

3x +y = 8 (I) x = 3 (II)

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

3 · 3 + y = 8
9 + y = 8
y +9 = 8 | -9
y = -1

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|-1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = 4 (I) x -2y = 13 (II)

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 +2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 13 +2y ) - y = 4
-26 -4y - y = 4
-5y -26 = 4 | +26
-5y = 30 |:(-5 )
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 +2⋅( -6 )

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x -5y = -15 (I) x +4y = 15 (II)

Lösung einblenden
-5x -5y = -15 (I) x +4y = 15 (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 +4y = 15 | -4y
x = 15 -4y

Als neues LGS erhält man so:

-5x -5y = -15 (I) x = ( 15 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 15 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-5 · ( 15 -4y ) -5y = -15
-75 +20y -5y = -15
15y -75 = -15 | +75
15y = 60 |:15
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 15 -4⋅4

= 15 -16

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|4)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x -4y = 50 (I)
3( x - y) -37 = -4 (II)

Lösung einblenden

Zuerst formen wir die beiden Gleichungen so um, dass links nur noch die Variablen und rechts nur noch die Zahlenwerte stehen:

5x -4y = 50 (I)
3( x - y) -37 = -4 (II)
5x -4y = 50 (I)
3x -37 -3y = -4 | + 37 (II)
5x -4y = 50 (I) 3x -3y = 33 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = 50
-4y +5x = 50 | -5x
-4y = 50 -5x |:(-4 )
y = - 25 2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 25 2 + 5 4 x ) (I) 3x -3y = 33 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 25 2 + 5 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

3x -3 · ( - 25 2 + 5 4 x ) = 33
3x + 75 2 - 15 4 x = 33
- 3 4 x + 75 2 = 33 |⋅ 4
4( - 3 4 x + 75 2 ) = 132
-3x +150 = 132 | -150
-3x = -18 |:(-3 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 25 2 + 5 4 ⋅6

= - 25 2 + 15 2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 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.:

5x -2y = ?

9x -7y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -4 und y = -3 einsetzen und ausrechnen:

5x -2y = -20 +6 = -14

9x -7y = -36 +21 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x -2y = -14

9x -7y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
x +3y = -2 (I) -2x -6y = 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 = -2 | -3y
x = -2 -3y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -2 -3y ) -6y = 4
4 +6y -6y = 4
4 = 4 | -4
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

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

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 725 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 7 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1960 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 = 725 (I) 7x -4y = 1960 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -5y = 725
-5y +3x = 725 | -3x
-5y = 725 -3x |:(-5 )
y = -145 + 3 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -145 + 3 5 x ) (I) 7x -4y = 1960 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -145 + 3 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

7x -4 · ( -145 + 3 5 x ) = 1960
7x +580 - 12 5 x = 1960
23 5 x +580 = 1960 |⋅ 5
5( 23 5 x +580 ) = 9800
23x +2900 = 9800 | -2900
23x = 6900 |:23
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -145 + 3 5 ⋅300

= -145 +180

= 35

also

y = 35

Die Lösung des LGS ist damit: (300|35)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 35