Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -3x -2y = 6 .

Bestimme y so, dass (2|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = 2 in die Gleichung ein und erhält:

-32 -2y = 6

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

-32 -2y = 6
-6 -2y = 6
-2y -6 = 6 | +6
-2y = 12 |:(-2 )
y = -6

Die Lösung ist somit: (2|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (6|-3)
denn -1⋅6 -2( - 3 ) = -6 +6 = 0

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (4|-2)
denn -1⋅4 -2( - 2 ) = -4 +4 = 0

Oder : (8|-4)
denn -1⋅8 -2( - 4 ) = -8 +8 = 0

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
4x +3y = 2 (I) -x = -5 (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 = -5 |:(-1 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4 · 5 +3y = 2
20 +3y = 2
3y +20 = 2 | -20
3y = -18 |:3
y = -6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-6)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

4x = -16 (I) -4x +y = 19 (II)

Lösung einblenden
4x = -16 (I) -4x +y = 19 (II)

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

4x = -16 |:4
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-4 · ( -4 ) + y = 19
16 + y = 19
y +16 = 19 | -16
y = 3

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|3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +5y = -22 (I) 5x +3y = -10 (II)

Lösung einblenden
3x +5y = -22 (I) 5x +3y = -10 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 22 5 - 3 5 x ) (I) 5x +3y = -10 (II)

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

5x + 3 · ( - 22 5 - 3 5 x ) = -10
5x - 66 5 - 9 5 x = -10
16 5 x - 66 5 = -10 |⋅ 5
5( 16 5 x - 66 5 ) = -50
16x -66 = -50 | +66
16x = 16 |:16
x = 1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 22 5 - 3 5 1

= - 22 5 - 3 5

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x +4( -4 + y) = 9y (I)
3x +5y = 2( 6 + y) (II)

Lösung einblenden

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

x +4( -4 + y) = 9y (I)
3x +5y = 2( 6 + y) (II)
x -16 +4y = 9y | + 16 -9y (I)
3x +5y = 12 +2y | -2y (II)
x -5y = 16 (I) 3x +3y = 12 (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 = 16 | +5y
x = 16 +5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 16 +5y ) (I) 3x +3y = 12 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 16 +5y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

3 · ( 16 +5y ) +3y = 12
48 +15y +3y = 12
18y +48 = 12 | -48
18y = -36 |:18
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 16 +5( -2 )

= 16 -10

= 6

also

x = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (6|-2)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = -4 und y = 3 Lösungen sind.
Dabei darf keiner der Koeffizienten =0 sein.

Lösung einblenden

Eigentlich kann man die Koeffizienten vor x und y frei wählen, z.B.:

-3x +1y = ?

1x -2y = ?

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

-3x +1y = 12 +3 = 15

1x -2y = -4 -6 = -10

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-3x +1y = 15

1x -2y = -10

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-3x -y = 2 (I) 9x +3y = -6 (II)

Lösung einblenden
-3x -y = 2 (I) 9x +3y = -6 (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:

-3x - y = 2
-y -3x = 2 | +3x
-y = 2 +3x |:(-1 )
y = -2 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -2 -3x ) (I) 9x +3y = -6 (II)

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

9x + 3 · ( -2 -3x ) = -6
9x -6 -9x = -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 14. Wenn man aber vom 6-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man 6. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 14 (I) 6x -2y = 6 (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 = 14 | -4y
x = 14 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 14 -4y ) (I) 6x -2y = 6 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 14 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

6 · ( 14 -4y ) -2y = 6
84 -24y -2y = 6
-26y +84 = 6 | -84
-26y = -78 |:(-26 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 -43

= 14 -12

= 2

also

x = 2

Die Lösung des LGS ist damit: (2|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 2

y (y-Wert): 3