Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

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

-2x +5( -5 ) = -23

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

-2x +5( -5 ) = -23
-2x -25 = -23 | +25
-2x = 2 |:(-2 )
x = -1

Die Lösung ist somit: (-1|-5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -x +4y = -5 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|0)
denn -1⋅5 +40 = -5 +0 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (9|1)
denn -1⋅9 +41 = -9 +4 = -5

Oder : (1|-1)
denn -1⋅1 +4( - 1 ) = -1 -4 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-x -3y = 12 (I) -2y = 12 (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 = 12 |:(-2 )
y = -6

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-x -3 · ( -6 ) = 12
-x +18 = 12 | -18
-x = -6 |:(-1 )
x = 6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x -y = -15 (I) -3x +y = 12 (II)

Lösung einblenden
4x -y = -15 (I) -3x +y = 12 (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:

-3x + y = 12
y -3x = 12 | +3x
y = 12 +3x

Als neues LGS erhält man so:

4x -y = -15 (I) +y = ( 12 +3x ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das y durch ( 12 +3x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -1 · ( 12 +3x ) = -15
4x -12 -3x = -15
x -12 = -15 | +12
x = -3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 +3( -3 )

= 12 -9

= 3

also

y = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (-3|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -y = 2 (I) 2x -3y = -22 (II)

Lösung einblenden
-4x -y = 2 (I) 2x -3y = -22 (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 = 2
-y -4x = 2 | +4x
-y = 2 +4x |:(-1 )
y = -2 -4x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 -4x ) (I) 2x -3y = -22 (II)

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

2x -3 · ( -2 -4x ) = -22
2x +6 +12x = -22
14x +6 = -22 | -6
14x = -28 |:14
x = -2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 -4( -2 )

= -2 +8

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-7x +3y = -3x -26 (I)
5( x -3 ) = -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:

-7x +3y = -3x -26 (I)
5( x -3 ) = -5y (II)
-7x +3y = -3x -26 | + 3x (I)
5x -15 = -5y | + 15 +5y (II)
-4x +3y = -26 (I) 5x +5y = 15 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -26
3y -4x = -26 | +4x
3y = -26 +4x |:3
y = - 26 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 26 3 + 4 3 x ) (I) 5x +5y = 15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 26 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

5x + 5 · ( - 26 3 + 4 3 x ) = 15
5x - 130 3 + 20 3 x = 15
35 3 x - 130 3 = 15 |⋅ 3
3( 35 3 x - 130 3 ) = 45
35x -130 = 45 | +130
35x = 175 |:35
x = 5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 26 3 + 4 3 5

= - 26 3 + 20 3

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 5 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.:

-1x -1y = ?

-4x -3y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 5 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

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

-4x -3y = -20 +3 = -17

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = -4

-4x -3y = -17

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

Lösung einblenden
-x +4y = -2 (I) 2x -8y = 4 (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 = -2 | -4y
-x = -2 -4y |:(-1 )
x = 2 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2 · ( 2 +4y ) -8y = 4
4 +8y -8y = 4
4 = 4 | -4
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 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 10. Wenn man aber vom 5-fachen von x 3 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -4. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 10 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 10 -3y ) -3y = -4
50 -15y -3y = -4
-18y +50 = -4 | -50
-18y = -54 |:(-18 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 10 -33

= 10 -9

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 3