Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: x -3y = 12 .

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

Lösung einblenden

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

x -3⋅( -2 ) = 12

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

x -3⋅( -2 ) = 12
x +6 = 12 | -6
x = 6

Die Lösung ist somit: (6|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 4x -4y = -44 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-6|5)
denn 4⋅( - 6 ) -4⋅5 = -24 -20 = -44

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-10|1)
denn 4⋅( - 10 ) -4⋅1 = -40 -4 = -44

Oder : (-2|9)
denn 4⋅( - 2 ) -4⋅9 = -8 -36 = -44

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x = -10 (I) -3x +4y = -23 (II)

Lösung einblenden
-2x = -10 (I) -3x +4y = -23 (II)

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

-2x = -10 |:(-2 )
x = 5

Als neues LGS erhält man so:

x = 5 (I) -3x +4y = -23 (II)

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

-3 · 5 +4y = -23
-15 +4y = -23
4y -15 = -23 | +15
4y = -8 |:4
y = -2

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|-2)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x +y = 9 (I) 4x -3y = -15 (II)

Lösung einblenden
-2x +y = 9 (I) 4x -3y = -15 (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 = 9
y -2x = 9 | +2x
y = 9 +2x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 9 +2x ) (I) 4x -3y = -15 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( 9 +2x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x -3 · ( 9 +2x ) = -15
4x -27 -6x = -15
-2x -27 = -15 | +27
-2x = 12 |:(-2 )
x = -6

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 9 +2⋅( -6 )

= 9 -12

= -3

also

y = -3

Die Lösung des LGS ist damit: (-6|-3)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

x -3y = 14 (I) 4x +2y = 14 (II)

Lösung einblenden
x -3y = 14 (I) 4x +2y = 14 (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 = 14 | +3y
x = 14 +3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 14 +3y ) (I) 4x +2y = 14 (II)

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

4 · ( 14 +3y ) +2y = 14
56 +12y +2y = 14
14y +56 = 14 | -56
14y = -42 |:14
y = -3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 14 +3⋅( -3 )

= 14 -9

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|-3)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-14 = 2x -5y (I)
5( x -1 ) + y = 7( x -1 ) (II)

Lösung einblenden

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

-14 = 2x -5y (I)
5( x -1 ) + y = 7( x -1 ) (II)
-14 = 2x -5y | + 14 -2x +5y (I)
5x -5 + y = 7x -7 | + 5 -7x (II)
-2x +5y = 14 (I) -2x +y = -2 (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:

-2x + y = -2
y -2x = -2 | +2x
y = -2 +2x

Als neues LGS erhält man so:

-2x +5y = 14 (I) +y = ( -2 +2x ) (II)

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

-2x + 5 · ( -2 +2x ) = 14
-2x -10 +10x = 14
8x -10 = 14 | +10
8x = 24 |:8
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -2 +2⋅3

= -2 +6

= 4

also

y = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (3|4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 1 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 +1y = ?

1x +4y = ?

Jetzt muss man einfach die Lösungen x = 1 und y = -4 einsetzen und ausrechnen:

2x +1y = 2 -4 = -2

1x +4y = 1 -16 = -15

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

2x +1y = -2

1x +4y = -15

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-2x -4y = -2 (I) 8x +16y = 8 (II)

Lösung einblenden
-2x -4y = -2 (I) 8x +16y = 8 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 2 - 1 2 x ) (I) 8x +16y = 8 (II)

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

8x + 16 · ( 1 2 - 1 2 x ) = 8
8x +8 -8x = 8
8 = 8 | -8
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 21. Wenn man aber vom 5-fachen von x 2 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -5. Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +4y = 21 (I) 5x -2y = -5 (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 = 21 | -4y
x = 21 -4y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 21 -4y ) (I) 5x -2y = -5 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 21 -4y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

5 · ( 21 -4y ) -2y = -5
105 -20y -2y = -5
-22y +105 = -5 | -105
-22y = -110 |:(-22 )
y = 5

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 -4⋅5

= 21 -20

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|5)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 5