Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-x -54 = -14

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-x -54 = -14
-x -20 = -14 | +20
-x = 6 |:(-1 )
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|4)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x + y = 0.

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (3|-3)
denn 1⋅3 +1( - 3 ) = 3 -3 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-4)
denn 1⋅4 +1( - 4 ) = 4 -4 = 0

Oder : (2|-2)
denn 1⋅2 +1( - 2 ) = 2 -2 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

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

-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · 6 + y = 10
12 + y = 10
y +12 = 10 | -12
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x +3y = 8 (I) x +4y = -11 (II)

Lösung einblenden
4x +3y = 8 (I) x +4y = -11 (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 = -11 | -4y
x = -11 -4y

Als neues LGS erhält man so:

4x +3y = 8 (I) x = ( -11 -4y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( -11 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( -11 -4y ) +3y = 8
-44 -16y +3y = 8
-13y -44 = 8 | +44
-13y = 52 |:(-13 )
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -11 -4( -4 )

= -11 +16

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = 20 (I) x +5y = 10 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = 20 (I) x +5y = 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 +5y = 10 | -5y
x = 10 -5y

Als neues LGS erhält man so:

3x +5y = 20 (I) x = ( 10 -5y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 10 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 10 -5y ) +5y = 20
30 -15y +5y = 20
-10y +30 = 20 | -30
-10y = -10 |:(-10 )
y = 1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -51

= 10 -5

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|1)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden

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

-5x +4( 2 + y) = 0 (I)
2( x +5 )+5y = 0 (II)
-5x +8 +4y = 0 | -8 (I)
2x +10 +5y = 0 | -10 (II)
-5x +4y = -8 (I) 2x +5y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +4y = -8
4y -5x = -8 | +5x
4y = -8 +5x |:4
y = -2 + 5 4 x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 5 · ( -2 + 5 4 x ) = -10
2x -10 + 25 4 x = -10
33 4 x -10 = -10 |⋅ 4
4( 33 4 x -10 ) = -40
33x -40 = -40 | +40
33x = 0 |:33
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 + 5 4 0

= -2 +0

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-2)

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.:

-2x -2y = ?

-5x -3y = ?

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

-2x -2y = -6 -8 = -14

-5x -3y = -15 -12 = -27

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-2x -2y = -14

-5x -3y = -27

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-5x +3y = 22 (I) 5x -2y = -23 (II)

Lösung einblenden
-5x +3y = 22 (I) 5x -2y = -23 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-5x +3y = 22
3y -5x = 22 | +5x
3y = 22 +5x |:3
y = 22 3 + 5 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 22 3 + 5 3 x ) (I) 5x -2y = -23 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 22 3 + 5 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x -2 · ( 22 3 + 5 3 x ) = -23
5x - 44 3 - 10 3 x = -23
5 3 x - 44 3 = -23 |⋅ 3
3( 5 3 x - 44 3 ) = -69
5x -44 = -69 | +44
5x = -25 |:5
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 22 3 + 5 3 ( -5 )

= 22 3 - 25 3

= -1

also

y = -1

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-1)

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 4-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 25. Wenn man aber vom 6-fachen von x 4 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 10. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 25 (I) 6x -4y = 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 +4y = 25 | -4y
x = 25 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 25 -4y ) (I) 6x -4y = 10 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 25 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

6 · ( 25 -4y ) -4y = 10
150 -24y -4y = 10
-28y +150 = 10 | -150
-28y = -140 |:(-28 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 25 -45

= 25 -20

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 5