Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x +5y = -14 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

( -4 ) +5y = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

( -4 ) +5y = -14
-4 +5y = -14
5y -4 = -14 | +4
5y = -10 |:5
y = -2

Die Lösung ist somit: (-4|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 5x +3y = -9 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (0|-3)
denn 5⋅0 +3( - 3 ) = 0 -9 = -9

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (3|-8)
denn 5⋅3 +3( - 8 ) = 15 -24 = -9

Oder : (-3|2)
denn 5⋅( - 3 ) +32 = -15 +6 = -9

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +2y = 15 (I) +4y = 12 (II)

Lösung einblenden
3x +2y = 15 (I) +4y = 12 (II)

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

4y = 12 |:4
y = 3

Als neues LGS erhält man so:

3x +2y = 15 (I) +y = 3 (II)

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

3x + 2 · 3 = 15
3x +6 = 15 | -6
3x = 9 |:3
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 9 (I) 2x -3y = -3 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 9 (I) 2x -3y = -3 (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:

-2x + y = 9
y -2x = 9 | +2x
y = 9 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 +2x ) (I) 2x -3y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -3 · ( 9 +2x ) = -3
2x -6x -27 = -3
-4x -27 = -3 | +27
-4x = 24 |:(-4 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +2( -6 )

= 9 -12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +5y = -18 (I) 3x +y = 3 (II)

Lösung einblenden
4x +5y = -18 (I) 3x +y = 3 (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 = 3
y +3x = 3 | -3x
y = 3 -3x

Als neues LGS erhält man so:

4x +5y = -18 (I) +y = ( 3 -3x ) (II)

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

4x + 5 · ( 3 -3x ) = -18
4x -15x +15 = -18
-11x +15 = -18 | -15
-11x = -33 |:(-11 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 3 -33

= 3 -9

= -6

also

y = -6

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( 2 - y) = -x +3 (I)
3y = 4x -11 (II)

Lösung einblenden

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

2( 2 - y) = -x +3 (I)
3y = 4x -11 (II)
4 -2y = -x +3 | -4 + x (I)
3y = 4x -11 | -4x (II)
x -2y = -1 (I) -4x +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 = -1 | +2y
x = -1 +2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -1 +2y ) (I) -4x +3y = -11 (II)

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

-4 · ( -1 +2y ) +3y = -11
-8y +4 +3y = -11
-5y +4 = -11 | -4
-5y = -15 |:(-5 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +23

= -1 +6

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 und y = 2 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

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

-3x +2y = ?

-4x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = 2 einsetzen und ausrechnen:

-3x +2y = -15 +4 = -11

-4x +1y = -20 +2 = -18

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +2y = -11

-4x +1y = -18

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-x -2y = 3 (I) 3x +6y = -9 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 3 (I) 3x +6y = -9 (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 = 3 | +2y
-x = 3 +2y |:(-1 )
x = -3 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -3 -2y ) (I) 3x +6y = -9 (II)

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

3 · ( -3 -2y ) +6y = -9
-6y -9 +6y = -9
-9 = -9 | +9
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 6 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 1680 kcal Energie verbraucht hätte.
Am Tag zuvor war sie 2 Stunden wandern und hat 4 Schokobonbons gegessen, wofür ihre Fitness-App einen Ernergieverbrauch von 480 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:

6x -4y = 1680 (I) 2x -4y = 480 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

6x -4y = 1680
-4y +6x = 1680 | -6x
-4y = 1680 -6x |:(-4 )
y = -420 + 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -420 + 3 2 x ) (I) 2x -4y = 480 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( -420 + 3 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2x -4 · ( -420 + 3 2 x ) = 480
2x -6x +1680 = 480
-4x +1680 = 480 | -1680
-4x = -1200 |:(-4 )
x = 300

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -420 + 3 2 300

= -420 +450

= 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