Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +5y = 7 .

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 +55 = 7

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +55 = 7
3x +25 = 7 | -25
3x = -18 |:3
x = -6

Die Lösung ist somit: (-6|5)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x +5y = -30 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (5|-3)
denn -3⋅5 +5( - 3 ) = -15 -15 = -30

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (10|0)
denn -3⋅10 +50 = -30 +0 = -30

Oder : (0|-6)
denn -3⋅0 +5( - 6 ) = 0 -30 = -30

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x -2y = -18 (I) 4x = -8 (II)

Lösung einblenden
3x -2y = -18 (I) 4x = -8 (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 = -8 |:4
x = -2

Als neues LGS erhält man so:

3x -2y = -18 (I) x = -2 (II)

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

3 · ( -2 ) -2y = -18
-6 -2y = -18
-2y -6 = -18 | +6
-2y = -12 |:(-2 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2x +y = -9 (I) x -2y = -2 (II)

Lösung einblenden
2x +y = -9 (I) x -2y = -2 (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 = -2 | +2y
x = -2 +2y

Als neues LGS erhält man so:

2x +y = -9 (I) x = ( -2 +2y ) (II)

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

2 · ( -2 +2y ) + y = -9
-4 +4y + y = -9
5y -4 = -9 | +4
5y = -5 |:5
y = -1

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -2 +2( -1 )

= -2 -2

= -4

also

x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|-1)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
-3x -4y = 12 (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:

-3x -4y = 12 (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:

-3 · ( -6 -2y ) -4y = 12
18 +6y -4y = 12
2y +18 = 12 | -18
2y = -6 |:2
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -2( -3 )

= -6 +6

= 0

also

x = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (0|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

5x +2y = -17 (I)
-x -4 -3y = 2( x -3y) +23 (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 +2y = -17 (I)
-x -4 -3y = 2( x -3y) +23 (II)
5x +2y = -17 (I)
-x -4 -3y = 2x +23 -6y | + 4 -2x +6y (II)
5x +2y = -17 (I) -3x +3y = 27 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

5x +2y = -17
2y +5x = -17 | -5x
2y = -17 -5x |:2
y = - 17 2 - 5 2 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 17 2 - 5 2 x ) (I) -3x +3y = 27 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 17 2 - 5 2 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-3x + 3 · ( - 17 2 - 5 2 x ) = 27
-3x - 51 2 - 15 2 x = 27
- 21 2 x - 51 2 = 27 |⋅ 2
2( - 21 2 x - 51 2 ) = 54
-21x -51 = 54 | +51
-21x = 105 |:(-21 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 17 2 - 5 2 ( -5 )

= - 17 2 + 25 2

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

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.:

1x +1y = ?

-2x -5y = ?

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

1x +1y = 3 +4 = 7

-2x -5y = -6 -20 = -26

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

1x +1y = 7

-2x -5y = -26

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

4x -4y = -2
-4y +4x = -2 | -4x
-4y = -2 -4x |:(-4 )
y = 1 2 + x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 + x ) (I) -12x +12y = 6 (II)

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

-12x + 12 · ( 1 2 + x ) = 6
-12x +6 +12x = 6
6 = 6 | -6
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 4-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 19. Wenn man aber vom 4-fachen von x 4 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 +4y = 19 (I) 4x -4y = -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 = 19 | -4y
x = 19 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 19 -4y ) (I) 4x -4y = -4 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 19 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 19 -4y ) -4y = -4
76 -16y -4y = -4
-20y +76 = -4 | -76
-20y = -80 |:(-20 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 19 -44

= 19 -16

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 4