Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +5y = 6 .

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

Lösung einblenden

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

-x +5⋅1 = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

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

Die Lösung ist somit: (-1|1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x +3y = 33 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|7)
denn 4⋅3 +3⋅7 = 12 +21 = 33

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (6|3)
denn 4⋅6 +3⋅3 = 24 +9 = 33

Oder : (0|11)
denn 4⋅0 +3⋅11 = 0 +33 = 33

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +3y = 18 (I) -4y = -20 (II)

Lösung einblenden
-x +3y = 18 (I) -4y = -20 (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 = -20 |:(-4 )
y = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x + 3 · 5 = 18
-x +15 = 18 | -15
-x = 3 |:(-1 )
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

Für y haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: y = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x +4y = 10 (I) x -2y = -6 (II)

Lösung einblenden
-x +4y = 10 (I) x -2y = -6 (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 -2y = -6 | +2y
x = -6 +2y

Als neues LGS erhält man so:

-x +4y = 10 (I) x = ( -6 +2y ) (II)

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

-1 · ( -6 +2y ) +4y = 10
6 -2y +4y = 10
2y +6 = 10 | -6
2y = 4 |:2
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 +2⋅2

= -6 +4

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-2x -y = -5 (I) -x +2y = 10 (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 +2y = 10 | -2y
-x = 10 -2y |:(-1 )
x = -10 +2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -10 +2y ) - y = -5
20 -4y - y = -5
-5y +20 = -5 | -20
-5y = -25 |:(-5 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -10 +2⋅5

= -10 +10

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

3( x +2 ) = -2y (I)
5x -4y = -10 (II)
3x +6 = -2y | -6 +2y (I)
5x -4y = -10 (II)
3x +2y = -6 (I) 5x -4y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

5x -4 · ( -3 - 3 2 x ) = -10
5x +12 +6x = -10
11x +12 = -10 | -12
11x = -22 |:11
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -3 - 3 2 ⋅( -2 )

= -3 +3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|0)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 und y = -1 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 -4y = ?

-8x -7y = ?

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

-4x -4y = -4 +4 = 0

-8x -7y = -8 +7 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -4y = 0

-8x -7y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-6x +12y = 8 (I) 2x -4y = -2 (II)

Lösung einblenden
-6x +12y = 8 (I) 2x -4y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-6x +12y = 8
12y -6x = 8 | +6x
12y = 8 +6x |:12
y = 2 3 + 1 2 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x -4 · ( 2 3 + 1 2 x ) = -2
2x - 8 3 -2x = -2
- 8 3 = -2 | + 8 3
0 = 2 3

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 2-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 7. Wenn man aber vom 2-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 3. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +2y = 7 (I) 2x -7y = 3 (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 = 7 | -2y
x = 7 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 7 -2y ) (I) 2x -7y = 3 (II)

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

2 · ( 7 -2y ) -7y = 3
14 -4y -7y = 3
-11y +14 = 3 | -14
-11y = -11 |:(-11 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 7 -2⋅1

= 7 -2

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 1