Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = 27 .

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

Lösung einblenden

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

5x +3⋅( -1 ) = 27

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

5x +3⋅( -1 ) = 27
5x -3 = 27 | +3
5x = 30 |:5
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-1|-3)
denn -1⋅( - 1 ) -1⋅( - 3 ) = 1 +3 = 4

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-2)
denn -1⋅( - 2 ) -1⋅( - 2 ) = 2 +2 = 4

Oder : (0|-4)
denn -1⋅0 -1⋅( - 4 ) = 0 +4 = 4

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4y = -4 (I) -4x -4y = 8 (II)

Lösung einblenden
-4y = -4 (I) -4x -4y = 8 (II)

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

-4y = -4 |:(-4 )
y = 1

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x -4 · 1 = 8
-4x -4 = 8 | +4
-4x = 12 |:(-4 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|1)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · ( 13 -2y ) -2y = 2
52 -8y -2y = 2
-10y +52 = 2 | -52
-10y = -50 |:(-10 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -2⋅5

= 13 -10

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|5)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -3y = 12 (I) -4x +2y = -20 (II)

Lösung einblenden
3x -3y = 12 (I) -4x +2y = -20 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

3x -3y = 12
-3y +3x = 12 | -3x
-3y = 12 -3x |:(-3 )
y = -4 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -4 + x ) (I) -4x +2y = -20 (II)

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

-4x + 2 · ( -4 + x ) = -20
-4x -8 +2x = -20
-2x -8 = -20 | +8
-2x = -12 |:(-2 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -4 +6

= 2

also

y = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (6|2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2( -5 + y) = 0 (I)
-11 -4y = -5x - y (II)

Lösung einblenden

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

x +2( -5 + y) = 0 (I)
-11 -4y = -5x - y (II)
x -10 +2y = 0 | + 10 (I)
-11 -4y = -5x - y | + 11 +5x + y (II)
x +2y = 10 (I) 5x -3y = 11 (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 = 10 | -2y
x = 10 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 10 -2y ) (I) 5x -3y = 11 (II)

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

5 · ( 10 -2y ) -3y = 11
50 -10y -3y = 11
-13y +50 = 11 | -50
-13y = -39 |:(-13 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -2⋅3

= 10 -6

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -1 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.:

-4x -3y = ?

-1x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -1 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-4x -3y = 4 -15 = -11

-1x -3y = 1 -15 = -14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = -11

-1x -3y = -14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = 19 (I) -4x -3y = 27 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 19 (I) -4x -3y = 27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = 19
-2y -3x = 19 | +3x
-2y = 19 +3x |:(-2 )
y = - 19 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 2 - 3 2 x ) (I) -4x -3y = 27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 2 - 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -3 · ( - 19 2 - 3 2 x ) = 27
-4x + 57 2 + 9 2 x = 27
1 2 x + 57 2 = 27 |⋅ 2
2( 1 2 x + 57 2 ) = 54
x +57 = 54 | -57
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 2 - 3 2 ⋅( -3 )

= - 19 2 + 9 2

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|-5)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Carola war 7 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 1900 kcal Energie verbraucht hätte. Am Tag zuvor war sie 4 Stunden wandern und hat 2 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 1120 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 -5y = 1900 (I) 4x -2y = 1120 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

7x -5y = 1900
-5y +7x = 1900 | -7x
-5y = 1900 -7x |:(-5 )
y = -380 + 7 5 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -380 + 7 5 x ) (I) 4x -2y = 1120 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -380 + 7 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -2 · ( -380 + 7 5 x ) = 1120
4x +760 - 14 5 x = 1120
6 5 x +760 = 1120 |⋅ 5
5( 6 5 x +760 ) = 5600
6x +3800 = 5600 | -3800
6x = 1800 |:6
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -380 + 7 5 ⋅300

= -380 +420

= 40

also

y = 40

Die Lösung des LGS ist damit: (300|40)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

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

kcal eines Schokobonbons (y-Wert): 40