Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -5x -5y = -15 .

Bestimme y so, dass (-3|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -3 in die Gleichung ein und erhält:

-5( -3 ) -5y = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-5( -3 ) -5y = -15
15 -5y = -15
-5y +15 = -15 | -15
-5y = -30 |:(-5 )
y = 6

Die Lösung ist somit: (-3|6)

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: (-5|-5)
denn 1⋅( - 5 ) -1( - 5 ) = -5 +5 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-6|-6)
denn 1⋅( - 6 ) -1( - 6 ) = -6 +6 = 0

Oder : (-4|-4)
denn 1⋅( - 4 ) -1( - 4 ) = -4 +4 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x = 4 (I) 3x -3y = -30 (II)

Lösung einblenden
-x = 4 (I) 3x -3y = -30 (II)

Man erkennt, dass in der 1. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

-x = 4 |:(-1 )
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

x = -4 (I) 3x -3y = -30 (II)

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

3 · ( -4 ) -3y = -30
-12 -3y = -30
-3y -12 = -30 | +12
-3y = -18 |:(-3 )
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

Für x haben wir die Lösung ja oben schon erhalten: x = -4

Die Lösung des LGS ist damit: (-4|6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = -4 (I) x +3y = 14 (II)

Lösung einblenden
x -3y = -4 (I) x +3y = 14 (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 = 14 | -3y
x = 14 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x -3y = -4 (I) x = ( 14 -3y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 14 -3y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 14 -3y ) -3y = -4
14 -3y -3y = -4
-6y +14 = -4 | -14
-6y = -18 |:(-6 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -33

= 14 -9

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +2y = -17 (I) -3x -4y = 39 (II)

Lösung einblenden
x +2y = -17 (I) -3x -4y = 39 (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 = -17 | -2y
x = -17 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -17 -2y ) (I) -3x -4y = 39 (II)

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

-3 · ( -17 -2y ) -4y = 39
51 +6y -4y = 39
2y +51 = 39 | -51
2y = -12 |:2
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -17 -2( -6 )

= -17 +12

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-6)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +5 = 4 + y (I)
7x +5( -1 + y) = 5x (II)

Lösung einblenden

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

-2x +5 = 4 + y (I)
7x +5( -1 + y) = 5x (II)
-2x +5 = 4 + y | -5 - y (I)
7x -5 +5y = 5x | + 5 -5x (II)
-2x -y = -1 (I) 2x +5y = 5 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

2x + 5 · ( 1 -2x ) = 5
2x +5 -10x = 5
-8x +5 = 5 | -5
-8x = 0 |:(-8 )
x = 0

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 1 -2( 0 )

= 1 +0

= 1

also

y = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (0|1)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = 5 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 = ?

3x +1y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 3 und y = 5 einsetzen und ausrechnen:

-1x -1y = -3 -5 = -8

3x +1y = 9 +5 = 14

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-1x -1y = -8

3x +1y = 14

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

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

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

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x + 4 · ( -1 - x ) = -4
4x -4 -4x = -4
-4 = -4 | +4
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 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 11. Wenn man aber vom 3-fachen von x 3 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 +5y = 11 (I) 3x -3y = -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 +5y = 11 | -5y
x = 11 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 11 -5y ) (I) 3x -3y = -3 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 11 -5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 11 -5y ) -3y = -3
33 -15y -3y = -3
-18y +33 = -3 | -33
-18y = -36 |:(-18 )
y = 2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 11 -52

= 11 -10

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|2)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 2