Aufgabenbeispiele von LGS

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Wert zum Einsetzen finden

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: 2x +2y = -18 .

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

Lösung einblenden

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

2( -3 ) +2y = -18

Jetzt kann man die Gleichung nach y auflösen:

2( -3 ) +2y = -18
-6 +2y = -18
2y -6 = -18 | +6
2y = -12 |:2
y = -6

Die Lösung ist somit: (-3|-6)

Wert zum Einsetzen finden (offen)

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung mit 2 Variablen: -4x +4y = 40 .

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

Lösung einblenden

Eine (der unendlich vielen) Lösungen wäre beispielsweise: (-4|6)
denn -4⋅( - 4 ) +46 = 16 +24 = 40

Eine weitere Lösung wäre aber auch: (0|10)
denn -4⋅0 +410 = 0 +40 = 40

Oder : (-8|2)
denn -4⋅( - 8 ) +42 = 32 +8 = 40

LGS (1 Var. schon aufgelöst)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-3x = 12 (I) -2x +2y = 2 (II)

Lösung einblenden
-3x = 12 (I) -2x +2y = 2 (II)

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

-3x = 12 |:(-3 )
x = -4

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -4 ) +2y = 2
8 +2y = 2
2y +8 = 2 | -8
2y = -6 |:2
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 (1 Var. ohne Koeff.)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

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

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

Als neues LGS erhält man so:

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

Wegen der 2. Zeile können wir nun in der 1. Zeile das x durch ( 17 -3x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

2 · ( 17 -3y ) -3y = -2
-6y +34 -3y = -2
-9y +34 = -2 | -34
-9y = -36 |:(-9 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 17 -34

= 17 -12

= 5

also

x = 5

Die Lösung des LGS ist damit: (5|4)

LGS (Standard)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x -3y = 19 (I) -4x -4y = 24 (II)

Lösung einblenden
-4x -3y = 19 (I) -4x -4y = 24 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-4x -3y = 19
-3y -4x = 19 | +4x
-3y = 19 +4x |:(-3 )
y = - 19 3 - 4 3 x

Als neues LGS erhält man so:

+y = ( - 19 3 - 4 3 x ) (I) -4x -4y = 24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das y durch ( - 19 3 - 4 3 x ) ersetzen und dann nach x auflösen:

-4x -4 · ( - 19 3 - 4 3 x ) = 24
-4x + 16 3 x + 76 3 = 24
4 3 x + 76 3 = 24 |⋅ 3
3( 4 3 x + 76 3 ) = 72
4x +76 = 72 | -76
4x = -4 |:4
x = -1

Somit haben wir eine Lösung für x.

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

y = - 19 3 - 4 3 ( -1 )

= - 19 3 + 4 3

= -5

also

y = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-1|-5)

LGS (vorher umformen)

Beispiel:

Löse das lineare Gleichungssystem:

-4x +13 = -5x -2y (I)
2x = 2( 2x -5 )-5y (II)

Lösung einblenden

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

-4x +13 = -5x -2y (I)
2x = 2( 2x -5 )-5y (II)
-4x +13 = -5x -2y | -13 +5x +2y (I)
2x = 4x -10 -5y | -4x +5y (II)
x +2y = -13 (I) -2x +5y = -10 (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 = -13 | -2y
x = -13 -2y

Als neues LGS erhält man so:

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

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

-2 · ( -13 -2y ) +5y = -10
4y +26 +5y = -10
9y +26 = -10 | -26
9y = -36 |:9
y = -4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = -13 -2( -4 )

= -13 +8

= -5

also

x = -5

Die Lösung des LGS ist damit: (-5|-4)

LGS zu Lösungen finden

Beispiel:

Finde ein lineares Gleichungssystem, bei dem x = 3 und y = -1 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 = 3 und y = -1 einsetzen und ausrechnen:

3x +1y = 9 -1 = 8

-1x -2y = -3 +2 = -1

So erhält mam als eine von unendlich vielen Lösungen:

3x +1y = 8

-1x -2y = -1

LGS Lösungsvielfalt erkennen

Beispiel:

Bestimme die Lösungsmenge:

-12x +12y = 8 (I) 4x -4y = -3 (II)

Lösung einblenden
-12x +12y = 8 (I) 4x -4y = -3 (II)

Wir stellen die 1. Gleichung nach y um:

-12x +12y = 8
12y -12x = 8 | +12x
12y = 8 +12x |:12
y = 2 3 + x

Als neues LGS erhält man so:

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

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

4x -4 · ( 2 3 + x ) = -3
4x -4x - 8 3 = -3
- 8 3 = -3 | + 8 3
0 = - 1 3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

Da diese Gleichung keine Lösung hat, ist auch die Lösungsmenge des LGS leer.

LGS Anwendungen

Beispiel:

Wenn man zu einer Zahl x das 5-fache einer anderen Zahl y addiert, so erhält man 21.
Wenn man aber vom 4-fachen von x 7 mal die Zahl y subtrahiert, so erhält man -24.
Bestimme x und y.

Lösung einblenden

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

x +5y = 21 (I) 4x -7y = -24 (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 = 21 | -5y
x = 21 -5y

Als neues LGS erhält man so:

x = ( 21 -5y ) (I) 4x -7y = -24 (II)

Wegen der 1. Zeile können wir nun in der 2. Zeile das x durch ( 21 -5x ) ersetzen und dann nach y auflösen:

4 · ( 21 -5y ) -7y = -24
-20y +84 -7y = -24
-27y +84 = -24 | -84
-27y = -108 |:(-27 )
y = 4

Somit haben wir eine Lösung für y.

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

x = 21 -54

= 21 -20

= 1

also

x = 1

Die Lösung des LGS ist damit: (1|4)

Bezogen auf die Anwendungsaufgabe ergibt sich nun als Lösung:

x (x-Wert): 1

y (y-Wert): 4