Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 3x +3y = -15 .

Bestimme x so, dass (x|-1) eine Lösung dieser Gleichung ist.

Lösung einblenden

Man setzt einfach y = -1 in die Gleichung ein und erhält:

3x +3( -1 ) = -15

Jetzt kann man die Gleichung nach x auflösen:

3x +3( -1 ) = -15
3x -3 = -15 | +3
3x = -12 |:3
x = -4

Die Lösung ist somit: (-4|-1)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

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

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-5|0)
denn 1⋅( - 5 ) +30 = -5 +0 = -5

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (-2|-1)
denn 1⋅( - 2 ) +3( - 1 ) = -2 -3 = -5

Oder : (-8|1)
denn 1⋅( - 8 ) +31 = -8 +3 = -5

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x -2y = 7 (I) +2y = 8 (II)

Lösung einblenden
-3x -2y = 7 (I) +2y = 8 (II)

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

2y = 8 |:2
y = 4

Als neues LGS erhält man so:

-3x -2y = 7 (I) +y = 4 (II)

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

-3x -2 · 4 = 7
-3x -8 = 7 | +8
-3x = 15 |:(-3 )
x = -5

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|4)

LGS (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

Lösung einblenden
x -3y = 10 (I) -x +4y = -12 (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 +4y = -12 | -4y
-x = -12 -4y |:(-1 )
x = 12 +4y

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 12 +4x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

1 · ( 12 +4y ) -3y = 10
4y +12 -3y = 10
y +12 = 10 | -12
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 12 +4( -2 )

= 12 -8

= 4

also

x = 4

Die Lösung des LGS ist damit: (4|-2)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-x -2y = 6 (I) 2x +5y = -14 (II)

Lösung einblenden
-x -2y = 6 (I) 2x +5y = -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 -2y = 6 | +2y
-x = 6 +2y |:(-1 )
x = -6 -2y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( -6 -2y ) (I) 2x +5y = -14 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( -6 -2x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( -6 -2y ) +5y = -14
-4y -12 +5y = -14
y -12 = -14 | +12
y = -2

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -6 -2( -2 )

= -6 +4

= -2

also

x = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (-2|-2)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

20 + y = 5x +3 (I)
-5x +11 = 2y (II)

Lösung einblenden

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

20 + y = 5x +3 | -20 -5x (I)
-5x +11 = 2y | -11 -2y (II)
-5x +y = -17 (I) -5x -2y = -11 (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:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( -17 +5x ) (I) -5x -2y = -11 (II)

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

-5x -2 · ( -17 +5x ) = -11
-5x -10x +34 = -11
-15x +34 = -11 | -34
-15x = -45 |:(-15 )
x = 3

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = -17 +53

= -17 +15

= -2

also

y = -2

Die Lösung des LGS ist damit: (3|-2)

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.:

-4x +5y = ?

-7x +12y = ?

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

-4x +5y = -4 +20 = 16

-7x +12y = -7 +48 = 41

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

-4x +5y = 16

-7x +12y = 41

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

2x +4y = 1 (I) -4x -8y = -2 (II)

Lösung einblenden
2x +4y = 1 (I) -4x -8y = -2 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

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

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( 1 4 - 1 2 x ) (I) -4x -8y = -2 (II)

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

-4x -8 · ( 1 4 - 1 2 x ) = -2
-4x +4x -2 = -2
-2 = -2 | +2
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 25.
Wenn man aber vom 2-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -18.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 25 (I) 2x -7y = -18 (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 = 25 | -5y
x = 25 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 25 -5y ) (I) 2x -7y = -18 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 25 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 25 -5y ) -7y = -18
-10y +50 -7y = -18
-17y +50 = -18 | -50
-17y = -68 |:(-17 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 25 -54

= 25 -20

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 5

y (y-Wert): 4