Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x -4y = -4 .

Bestimme y so, dass (-4|y) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach x = -4 in die Gleichung ein und erhält:

3( -4 ) -4y = -4

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

3( -4 ) -4y = -4
-12 -4y = -4
-4y -12 = -4 | +12
-4y = 8 |:(-4 )
y = -2

Die Lösung ist somit: (-4|-2)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x - y = -1 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-3|-5)
denn 2⋅( - 3 ) -1( - 5 ) = -6 +5 = -1

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-4|-7)
denn 2⋅( - 4 ) -1( - 7 ) = -8 +7 = -1

Oder : (-2|-3)
denn 2⋅( - 2 ) -1( - 3 ) = -4 +3 = -1

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-2x -y = 5 (I) 3x = -15 (II)

Lösung einblenden
-2x -y = 5 (I) 3x = -15 (II)

Man erkennt, dass in der 2. Gleichung gar kein y mehr da ist.
Deswegen können wir diese Zeile sehr einfach nach x umstellen:

3x = -15 |:3
x = -5

Als neues LGS erhält man so:

-2x -y = 5 (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:

-2 · ( -5 ) - y = 5
10 - y = 5
-y +10 = 5 | -10
-y = -5 |:(-1 )
y = 5

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|5)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

3x +y = 12 (I) -4x +3y = 10 (II)

Lösung einblenden
3x +y = 12 (I) -4x +3y = 10 (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 = 12
y +3x = 12 | -3x
y = 12 -3x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 12 -3x ) (I) -4x +3y = 10 (II)

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

-4x + 3 · ( 12 -3x ) = 10
-4x +36 -9x = 10
-13x +36 = 10 | -36
-13x = -26 |:(-13 )
x = 2

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = 12 -32

= 12 -6

= 6

also

y = 6

Die Lösung des LGS ist damit: (2|6)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +3y = -16 (I) 4x +4y = 16 (II)

Lösung einblenden
-4x +3y = -16 (I) 4x +4y = 16 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x +3y = -16
3y -4x = -16 | +4x
3y = -16 +4x |:3
y = - 16 3 + 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 16 3 + 4 3 x ) (I) 4x +4y = 16 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 16 3 + 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

4x + 4 · ( - 16 3 + 4 3 x ) = 16
4x - 64 3 + 16 3 x = 16
28 3 x - 64 3 = 16 |⋅ 3
3( 28 3 x - 64 3 ) = 48
28x -64 = 48 | +64
28x = 112 |:28
x = 4

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 16 3 + 4 3 4

= - 16 3 + 16 3

= 0

also

y = 0

Die Lösung des LGS ist damit: (4|0)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

2( -5 + y) = 2x (I)
x +3y = 13 + 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:

2( -5 + y) = 2x (I)
x +3y = 13 + y (II)
-10 +2y = 2x | + 10 -2x (I)
x +3y = 13 + y | -y (II)
-2x +2y = 10 (I) x +2y = 13 (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 = 13 | -2y
x = 13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

-2x +2y = 10 (I) x = ( 13 -2y ) (II)

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 13 -2y ) ersetzen und dann nach y auflösen:

-2 · ( 13 -2y ) +2y = 10
-26 +4y +2y = 10
6y -26 = 10 | +26
6y = 36 |:6
y = 6

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 13 -26

= 13 -12

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|6)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

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

-4x -3y = ?

-6x -3y = ?

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

-4x -3y = -20 -9 = -29

-6x -3y = -30 -9 = -39

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x -3y = -29

-6x -3y = -39

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

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 3-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 12. Wenn man aber vom 5-fachen von x 6 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 +3y = 12 (I) 5x -6y = -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 +3y = 12 | -3y
x = 12 -3y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 12 -3y ) (I) 5x -6y = -3 (II)

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

5 · ( 12 -3y ) -6y = -3
60 -15y -6y = -3
-21y +60 = -3 | -60
-21y = -63 |:(-21 )
y = 3

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 -33

= 12 -9

= 3

also

x = 3

Die Lösung des LGS ist damit: (3|3)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 3

y (y-Wert): 3