Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +4y = 7 .

Bestimme x so, dass (x|-2) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -2 in die Gleichung ein und erhält:

-3x +4⋅( -2 ) = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-3x +4⋅( -2 ) = 7
-3x -8 = 7 | +8
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Die Lösung ist somit: (-5|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x +5y = 10 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|-2)
denn -5⋅( - 4 ) +5⋅( - 2 ) = 20 -10 = 10

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (1|3)
denn -5⋅1 +5⋅3 = -5 +15 = 10

Oder : (-9|-7)
denn -5⋅( - 9 ) +5⋅( - 7 ) = 45 -35 = 10

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -4y = 25 (I) -2y = 8 (II)

Lösung einblenden
3x -4y = 25 (I) -2y = 8 (II)

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

-2y = 8 |:(-2 )
y = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

3x -4 · ( -4 ) = 25
3x +16 = 25 | -16
3x = 9 |:3
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
2x +y = 7 (I) -x +y = -5 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 1 · ( -5 + x ) = 7
2x -5 + x = 7
3x -5 = 7 | +5
3x = 12 |:3
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -5 +4

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +y = 18 (I) -2x +5y = -20 (II)

Lösung einblenden
4x +y = 18 (I) -2x +5y = -20 (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:

4x + y = 18
y +4x = 18 | -4x
y = 18 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 18 -4x ) (I) -2x +5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 18 -4x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-2x + 5 · ( 18 -4x ) = -20
-2x +90 -20x = -20
-22x +90 = -20 | -90
-22x = -110 |:(-22 )
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 18 -4⋅5

= 18 -20

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2 3 x +2y = 22 3 (I) - 1 5 x +y = 13 5 (II)

Lösung einblenden
2 3 x +2y = 22 3 (I) - 1 5 x +y = 13 5 (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:

- 1 5 x + y = 13 5
y - 1 5 x = 13 5 |⋅ 5
5( y - 1 5 x) = 13
5y - x = 13 | + x
5y = 13 + x |:5
y = 13 5 + 1 5 x

Als neues LGS erhält man so:

2 3 x +2y = 22 3 (I) +y = ( 13 5 + 1 5 x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 13 5 + 1 5 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

2 3 x + 2 · ( 13 5 + 1 5 x ) = 22 3
2 3 x + 26 5 + 2 5 x = 22 3
16 15 x + 26 5 = 22 3 |⋅ 15
15( 16 15 x + 26 5 ) = 110
16x +78 = 110 | -78
16x = 32 |:16
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 13 5 + 1 5 ⋅2

= 13 5 + 2 5

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -3 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.:

3x +2y = ?

4x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -3 und y = -5 einsetzen und ausrechnen:

3x +2y = -9 -10 = -19

4x +4y = -12 -20 = -32

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +2y = -19

4x +4y = -32

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

3x +12y = -5 (I) -x -4y = 1 (II)

Lösung einblenden
3x +12y = -5 (I) -x -4y = 1 (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 = 1 | +4y
-x = 1 +4y |:(-1 )
x = -1 -4y

Als neues LGS erhält man so:

3x +12y = -5 (I) x = ( -1 -4y ) (II)

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

3 · ( -1 -4y ) +12y = -5
-3 -12y +12y = -5
-3 = -5 | +3
0 = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 16. Wenn man aber vom 5-fachen von x 5 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -20. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

Aus den Sätzen der Aufgabenstellung ergibt sich somit folgendes lineare Gleichungssystem:

x +3y = 16 (I) 5x -5y = -20 (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 = 16 | -3y
x = 16 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 -3y ) (I) 5x -5y = -20 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 16 -3y ) -5y = -20
80 -15y -5y = -20
-20y +80 = -20 | -80
-20y = -100 |:(-20 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 -3⋅5

= 16 -15

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 5