Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +4y = -28 .

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

4⋅( -3 ) +4y = -28

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

4⋅( -3 ) +4y = -28
-12 +4y = -28
4y -12 = -28 | +12
4y = -16 |:4
y = -4

Die Lösung ist somit: (-3|-4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +4y = 47 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-7|3)
denn -5⋅( - 7 ) +4⋅3 = 35 +12 = 47

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-3|8)
denn -5⋅( - 3 ) +4⋅8 = 15 +32 = 47

Oder : (-11|-2)
denn -5⋅( - 11 ) +4⋅( - 2 ) = 55 -8 = 47

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2x + 2 · ( -2 ) = -2
-2x -4 = -2 | +4
-2x = 2 |:(-2 )
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 6 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 6 +3y ) -4y = -2
-12 -6y -4y = -2
-10y -12 = -2 | +12
-10y = 10 |:(-10 )
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 6 +3⋅( -1 )

= 6 -3

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-5x +y = -30 (I) -2x +5y = -35 (II)

Lösung einblenden
-5x +y = -30 (I) -2x +5y = -35 (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:

-5x + y = -30
y -5x = -30 | +5x
y = -30 +5x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -30 +5x ) (I) -2x +5y = -35 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -30 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( -30 +5x ) = -35
-2x -150 +25x = -35
23x -150 = -35 | +150
23x = 115 |:23
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -30 +5⋅5

= -30 +25

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x = -2( 8 + y) (I)
-10 = -x +5y (II)

Lösung einblenden

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

2x = -2( 8 + y) (I)
-10 = -x +5y (II)
2x = -16 -2y | + 2y (I)
-10 = -x +5y | + 10 + x -5y (II)
2x +2y = -16 (I) x -5y = 10 (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 -5y = 10 | +5y
x = 10 +5y

Als neues LGS erhält man so:

2x +2y = -16 (I) x = ( 10 +5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 10 +5y ) +2y = -16
20 +10y +2y = -16
12y +20 = -16 | -20
12y = -36 |:12
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 +5⋅( -3 )

= 10 -15

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

4x +3y = ?

6x +6y = ?

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

4x +3y = -16 +12 = -4

6x +6y = -24 +24 = 0

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x +3y = -4

6x +6y = 0

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

x -4y = -2 (I) 5x -y = 28 (II)

Lösung einblenden
x -4y = -2 (I) 5x -y = 28 (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:

5x - y = 28
-y +5x = 28 | -5x
-y = 28 -5x |:(-1 )
y = -28 +5x

Als neues LGS erhält man so:

x -4y = -2 (I) +y = ( -28 +5x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( -28 +5x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

x -4 · ( -28 +5x ) = -2
x +112 -20x = -2
-19x +112 = -2 | -112
-19x = -114 |:(-19 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -28 +5⋅6

= -28 +30

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 940 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 5 Stunden wandern und hat 5 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 475 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:

7x -2y = 940 (I) 5x -5y = 475 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -2y = 940
-2y +7x = 940 | -7x
-2y = 940 -7x |:(-2 )
y = -470 + 7 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -470 + 7 2 x ) (I) 5x -5y = 475 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -470 + 7 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -5 · ( -470 + 7 2 x ) = 475
5x +2350 - 35 2 x = 475
- 25 2 x +2350 = 475 |⋅ 2
2( - 25 2 x +2350 ) = 950
-25x +4700 = 950 | -4700
-25x = -3750 |:(-25 )
x = 150

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -470 + 7 2 ⋅150

= -470 +525

= 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