Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -5y = 23 .

Bestimme x so, dass (x|-7) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -7 in die Gleichung ein und erhält:

3x -5( -7 ) = 23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x -5( -7 ) = 23
3x +35 = 23 | -35
3x = -12 |:3
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-7)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -5y = 39 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (4|-7)
denn 1⋅4 -5( - 7 ) = 4 +35 = 39

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-1|-8)
denn 1⋅( - 1 ) -5( - 8 ) = -1 +40 = 39

Oder : (9|-6)
denn 1⋅9 -5( - 6 ) = 9 +30 = 39

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -11 (I) -4x = 12 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -11 (I) -4x = 12 (II)

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

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

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -11 (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 ) -2y = -11
-9 -2y = -11
-2y -9 = -11 | +9
-2y = -2 |:(-2 )
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:

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

Lösung einblenden
-4x +y = 0 (I) 2x -y = -2 (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:

2x - y = -2
-y +2x = -2 | -2x
-y = -2 -2x |:(-1 )
y = 2 +2x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4x + 1 · ( 2 +2x ) = 0
-4x +2 +2x = 0
-2x +2 = 0 | -2
-2x = -2 |:(-2 )
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 2 +21

= 2 +2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x +4y = -6 (I) -3x -2y = 12 (II)

Lösung einblenden
-3x +4y = -6 (I) -3x -2y = 12 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x +4y = -6
4y -3x = -6 | +3x
4y = -6 +3x |:4
y = - 3 2 + 3 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 3 2 + 3 4 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x -2 · ( - 3 2 + 3 4 x ) = 12
-3x +3 - 3 2 x = 12
- 9 2 x +3 = 12 |⋅ 2
2( - 9 2 x +3 ) = 24
-9x +6 = 24 | -6
-9x = 18 |:(-9 )
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 3 2 + 3 4 ( -2 )

= - 3 2 - 3 2

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4( 1 + y) = -5x -24 (I)
10 = 3x +2y (II)

Lösung einblenden

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

-4( 1 + y) = -5x -24 (I)
10 = 3x +2y (II)
-4 -4y = -5x -24 | + 4 +5x (I)
10 = 3x +2y | -10 -3x -2y (II)
5x -4y = -20 (I) -3x -2y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x -4y = -20
-4y +5x = -20 | -5x
-4y = -20 -5x |:(-4 )
y = 5 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-3x -2 · ( 5 + 5 4 x ) = -10
-3x -10 - 5 2 x = -10
- 11 2 x -10 = -10 |⋅ 2
2( - 11 2 x -10 ) = -20
-11x -20 = -20 | +20
-11x = 0 |:(-11 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 5 + 5 4 ( 0 )

= 5 +0

= 5

also

y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

5x +2y = ?

8x +1y = ?

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

5x +2y = 15 +8 = 23

8x +1y = 24 +4 = 28

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

5x +2y = 23

8x +1y = 28

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

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

Wenn man zu einer Zahl x das 4-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 13. Wenn man aber vom 3-fachen von x 3 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 9. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 13 (I) 3x -3y = 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 +4y = 13 | -4y
x = 13 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 13 -4y ) (I) 3x -3y = 9 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 13 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 13 -4y ) -3y = 9
39 -12y -3y = 9
-15y +39 = 9 | -39
-15y = -30 |:(-15 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -42

= 13 -8

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 2