Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x - y = 16 .

Bestimme x so, dass (x|5) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = 5 in die Gleichung ein und erhält:

3x - 5 = 16

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x - 5 = 16
3x -5 = 16 | +5
3x = 21 |:3
x = 7

Die Lösung ist somit: (7|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x -2y = 22 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (7|-4)
denn 2⋅7 -2( - 4 ) = 14 +8 = 22

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (5|-6)
denn 2⋅5 -2( - 6 ) = 10 +12 = 22

Oder : (9|-2)
denn 2⋅9 -2( - 2 ) = 18 +4 = 22

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +y = -7 (I) 4x = 4 (II)

Lösung einblenden
-x +y = -7 (I) 4x = 4 (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 = 4 |:4
x = 1

Als neues LGS erhält man so:

-x +y = -7 (I) x = 1 (II)

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

-1 · 1 + y = -7
-1 + y = -7
y -1 = -7 | +1
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +3y = 16 (I) x -3y = -17 (II)

Lösung einblenden
-2x +3y = 16 (I) x -3y = -17 (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 -3y = -17 | +3y
x = -17 +3y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +3y = 16 (I) x = ( -17 +3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -17 +3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( -17 +3y ) +3y = 16
34 -6y +3y = 16
-3y +34 = 16 | -34
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 +36

= -17 +18

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x +2y = 5 (I) -2x -5y = -10 (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 = 5 | -2y
x = 5 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( 5 -2y ) -5y = -10
-10 +4y -5y = -10
-y -10 = -10 | +10
-y = 0 |:(-1 )
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 5 -2( 0 )

= 5 +0

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( x -1 ) = -2( 2 + y) (I)
0 = x +1 -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:

2( x -1 ) = -2( 2 + y) (I)
0 = x +1 -5y (II)
2x -2 = -4 -2y | + 2 +2y (I)
0 = x +1 -5y | -x +5y (II)
2x +2y = -2 (I) -x +5y = 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 +5y = 1 | -5y
-x = 1 -5y |:(-1 )
x = -1 +5y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( -1 +5y ) +2y = -2
-2 +10y +2y = -2
12y -2 = -2 | +2
12y = 0 |:12
y = 0

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -1 +50

= -1 +0

= -1

also

x = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -5 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 -5y = ?

1x -4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = -5 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

4x -5y = -20 +20 = 0

1x -4y = -5 +16 = 11

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

4x -5y = 0

1x -4y = 11

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -2y = 1 (I) 9x +6y = -3 (II)

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-3x -2y = 1
-2y -3x = 1 | +3x
-2y = 1 +3x |:(-2 )
y = - 1 2 - 3 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 1 2 - 3 2 x ) (I) 9x +6y = -3 (II)

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

9x + 6 · ( - 1 2 - 3 2 x ) = -3
9x -3 -9x = -3
-3 = -3 | +3
0 = 0

Diese Gleichung hat unendlich viele Lösungen!

Diese Gleichung ist für jeden Wert von x gültig. Die Lösungsmenge der Gleichung und die des LGS sind also unendlich groß.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 6-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 8. Wenn man aber vom 2-fachen von x 6 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -2. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +6y = 8 (I) 2x -6y = -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 +6y = 8 | -6y
x = 8 -6y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 8 -6y ) (I) 2x -6y = -2 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 8 -6y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 8 -6y ) -6y = -2
16 -12y -6y = -2
-18y +16 = -2 | -16
-18y = -18 |:(-18 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 8 -61

= 8 -6

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 1